一、NTU科學(xué)家開發(fā)出超薄半導(dǎo)體纖維

　　NTU科學(xué)家們已經(jīng)開發(fā)出超薄半導(dǎo)體纖維，可以編織成織物，把它們變成智能可穿戴電子產(chǎn)品。

　　這項(xiàng)研究發(fā)表在頂級科學(xué)雜志《自然》上，符合南洋理工大學(xué)2025年五年戰(zhàn)略計(jì)劃中促進(jìn)創(chuàng)新和將研究轉(zhuǎn)化為造福社會的實(shí)際解決方案的承諾。

　　NTU電氣與電子工程學(xué)院(EEE)副教授、該研究的首席研究員Wei Lei表示:“我們高質(zhì)量半導(dǎo)體纖維的成功制造要?dú)w功于我們團(tuán)隊(duì)的跨學(xué)科性質(zhì)。半導(dǎo)體纖維制造是一個(gè)高度復(fù)雜的過程，在研究的不同階段需要材料科學(xué)、機(jī)械和電氣工程專家的專業(yè)知識。合作團(tuán)隊(duì)的努力使我們能夠清楚地了解所涉及的機(jī)制，最終幫助我們打開了無缺陷線程的大門，克服了纖維技術(shù)的長期挑戰(zhàn)。”

　　二、NTU科學(xué)家開發(fā)出超薄半導(dǎo)體纖維具體經(jīng)過

　　為了制造功能可靠的半導(dǎo)體光纖，它們必須具有柔韌性，并且沒有穩(wěn)定信號傳輸?shù)娜毕荨Ｈ欢F(xiàn)有的制造方法會造成應(yīng)力和不穩(wěn)定，導(dǎo)致半導(dǎo)體芯中的裂紋和變形，對其性能產(chǎn)生負(fù)面影響并限制其發(fā)展。

　　NTU科學(xué)家們進(jìn)行了建模和模擬，以了解制造過程中應(yīng)力和不穩(wěn)定性是如何發(fā)生的。他們發(fā)現(xiàn)，通過仔細(xì)選擇材料和在纖維生產(chǎn)過程中采取的一系列具體步驟，可以克服這一挑戰(zhàn)。

　　他們開發(fā)了一種機(jī)械設(shè)計(jì)，并成功制造了100米長的頭發(fā)般細(xì)、無缺陷的纖維，這表明了其市場可擴(kuò)展性。重要的是，這種新纖維可以用現(xiàn)有的方法編織成織物。

　　為了證明這種纖維的高質(zhì)量和功能性，南洋理工大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了原型。其中包括一頂智能無邊帽，通過手機(jī)應(yīng)用程序上的警報(bào)幫助視障人士安全過馬路;一種可以接收信息并通過耳機(jī)傳輸?shù)囊r衫，就像博物館的語音導(dǎo)覽一樣;還有一種智能手表，它的表帶可以作為靈活的傳感器，與用戶的手腕相匹配，即使在進(jìn)行體力活動時(shí)也可以測量心率。

　　該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，他們的創(chuàng)新是半導(dǎo)體光纖發(fā)展的根本性突破，這種光纖超長耐用，這意味著它們具有成本效益和可擴(kuò)展性，同時(shí)提供出色的電氣和光電子性能(意味著它可以感知、傳輸光并與光相互作用)。

　　為了開發(fā)無缺陷的纖維，南洋理工大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究小組選擇了常見的半導(dǎo)體材料和合成材料，即硅半導(dǎo)體芯和硅玻璃管，以及鍺芯和鋁硅酸鹽玻璃管。根據(jù)材料的屬性進(jìn)行選擇，這些屬性是相互補(bǔ)充的。這些包括熱穩(wěn)定性、導(dǎo)電性和允許電流流過的能力(電阻率)。

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