Високоякісні напівпровідникові волокна для «тканої» оптоелектроніки

    Досягнення у волоконних технологіях дозволять зібрати функціональні матеріали з тісними інтерфейсами в єдине волокно з певною геометрією, забезпечуючи різноманітні функціональні можливості на великій площі. Такі «ткані» функціональні матеріали вже служать датчиками, виконавчими механізмами, пристроями збору та зберігання енергії, дисплеями та медичними приладами. Оскільки напівпровідники є критично важливим компонентом, який забезпечує роботу пристрою, вибір, контроль і розробка напівпровідників усередині волокон є ключовими шляхами до створення високоефективних функціональних волокон. Однак, через виникнення механічних напружень та капілярну нестабільність при термічному витягуванні волокна, тріщини і деформації в напівпровідниковій серцевині значно впливають на характеристики цих волокон.

    У роботі повідомляється про механічну конструкцію для отримання наддовгих напівпровідникових волокон без тріщин і дефектів. Високої якості волокна досягнуто завдяки дослідженням розвитку напружень та капілярної нестабільності на трьох стадіях формування волокна: в’язка течія, кристалізація серцевини та подальша стадія охолодження. Потім відкриті напівпровідникові дроти об’єднують в єдине гнучке волокно з чітко визначеними інтерфейсами з металевими електродами, у такий спосіб створюючи оптоелектронні волокна та оптоелектронні тканини великих розмірів. Ця робота дає фундаментальне уявлення про екстремальну механіку та динаміку рідини і спрямована на застосування в гнучкій оптоелектроніці (в одязі тощо).

Wang, Z., Wang, Z., Li, D. et al. High-quality semiconductor fibres via mechanical design. Nature 626, 72–78 (2024).

https://doi.org/10.1038/s41586-023-06946-0