设计具有冷轧加工性的无机半导体
材料科学
2022-07-07 v1 应用物理
摘要
虽然金属可以很容易地通过冷轧进行加工和重塑，但大多数块体无机半导体是脆性材料，在塑性变形时容易断裂。因此，制造无机半导体薄片和箔材是一个瓶颈问题，严重限制了它们在柔性电子应用中的使用。最近有报道称，一些单晶二维范德瓦尔斯（vdW）半导体，如 InSe，在压应力下是可形变的。在此，我们证明可以通过成分设计来调控层内断裂韧性，从而使无机半导体能够通过冷轧进行加工。我们报告了覆盖一系列与 InSe 同源的范德瓦尔斯半导体的系统性从头算计算，得出了材料-性能图谱，该图谱预测了层间滑移敏感性和抗开裂的层内断裂韧性的趋势。GaSe 已被预测，并经实验证实，实际上可被轧制至大幅厚度缩减（四分之三）和长度延伸（三倍）。我们的发现为面向加工友好的 III 族硫族化物的合金选择与设计开辟了新的可能性，以用于柔性电子和热电应用。
引用
@article{arxiv.2207.02670,
title = {Designing inorganic semiconductors with cold-rolling processability},
author = {Xu-Dong Wang and Jieling Tan and Jian Ouyang and Hangming Zhang and Jiang-Jing Wang and Yuecun Wang and Volker L. Deringer and Jian Zhou and Wei Zhang and En Ma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.02670},
year = {2022}
}