#電子材料周報#超薄有機材料助力電子皮膚顯示器

電子材料一周縱覽第037期
20160413-20160419

本期導讀：超薄有機材料助力電子皮膚顯示器；四元鐵氧化物，你了解嗎？證實超導體中的別樣狀態——庫珀對密度波；幫助降低太陽能電池成本的新型制造工藝；可監測人體呼吸速率的紙基電子傳感器；全覆蓋可見光譜的LED；家庭空氣檢測幫手——石墨烯傳感器；彈性電路，你知道嗎? 用于生物傳感器的激光源：首次將有機激光集成到硅光子芯片中；“私人定制”磁性材料。今天電子電工材料周報組邀您一起來看看一周以來電子材料領域最新的研究進展。

1、超薄有機材料助力電子皮膚顯示器
Ultrathin organic material enhances e-skin display

最近，東京大學的研究人員開發出了一種厚度小于3微米的高質量的保護膜，其可以用于制備超薄的、柔性的、高性能的可穿戴電子顯示屏和其他設備。他們通過層層交替無機材料和有機材料來制備保護膜，它可以隔離空氣中的氧氣和水蒸汽，從而延長設備壽命。通過使用新的保護層和ITO電極，研究小組創建的聚合物發光二極管（PLED）和有機光電探測器（OPDS）特別適合于直接連接到身體的醫療應用，如顯示血液中的氧濃度或脈沖率。

相關研究成果已經發表在Science Advances上。

2 、四元鐵氧化物，你了解嗎？
Mysterious 'four-dimensional' iron oxide explained

來自莫斯科州立大學的國際研究團隊對近期發現的Fe4O5鐵氧化物的性能及其結構進行了研究。這個團隊成功描述了這種鐵氧化物的復雜結構，并對其表現的特殊性能的產生機制進行闡釋。在溫度降低至150K以下時，Fe4O5經歷了一個特殊的相轉變，形成了電荷密度波，導致這種四元的晶體結構。這種材料也將致力于幫助我們去研究磁性與晶體結構間的內在聯系。

相關研究成果發表在Nature Chemistry上。

3、證實超導體中的別樣狀態——庫珀對密度波
Elusive state of superconducting matter discovered after 50 years

美國能源部布魯克海文國家實驗室、康奈爾大學的聯合研究者們首次證實了于1964年預言的超導體中存在的電子狀態的理論。研究者們以一種新的方式，利用掃描隧道顯微鏡去直接描繪超導體中的庫珀對。證實了50年前預言中，超導體中的庫珀對電子可能存在兩種狀態，達到相同的量子狀態時，形成“超流體”在各自軌道中運動，實現電子運動零電阻；或者庫珀對是周期的在空間中轉移，造成不同空間密度的改變，形成“庫珀對密度波”。而如今首次證實第二種狀態的存在。

相關研究成果發表在Nature上。

4、幫助降低太陽能電池成本的新型制造工藝
Kerfless wafers substantially reduce the cost of Si solar cells

比利時研究機構IMEC及晶體太陽能研究中心（Crystal Solar）近日宣稱找到新的可以降低硅太陽能電池成本的新工藝。采用外延晶圓生產工藝，通過氣體生成單晶硅晶片。利用這種工藝生成的硅晶片幫助n型PERT太陽能電池達到22.5%的最高利用效率，這是迄今為止單結光伏電池取得的最高效率。利用這種生產工藝，還可以大大的降低硅晶片生產成本。

5、可監測人體呼吸速率的紙基電子傳感器
Paper-based electrical sensor developed to monitor respiration rate

利用紙的吸濕性，來自哈佛大學的研究者們研制出可利用人體吸氣及呼氣時濕度周期的改變，來探測人體呼吸速率的紙基電子傳感器。這份呼吸數據還能發送到智能手機或平板電腦，從而幫助分析，以反應人體的健康狀態和身體狀況。而這種簡易的呼吸速率檢測器可與面罩相結合，也實現了低成本，高反饋。

相關研究成果發表在Angewandte Chemie上。

6、全覆蓋可見光譜的LED
Researchers develop LED covering full visible light spectrum

來自AIST與日本日亞公司的研究人員合作開發出了第一個標準的全覆蓋可見光LED。此種全覆蓋可見光LED具有足夠的光強度，主要是通過引入多個具有不同中心波長的LED二極管與多種熒光物質相結合。所開發的標準LED改善了超過430nm波長的光譜的光強度，這使得標準光譜的波長范圍擴大到了380-480nm，從而提供的光強度超過了所有可見光。此前，日亞公司正在準備生產標準質量的LED，并且進一步的推進光譜的測量技術。

7、家庭空氣檢測幫手——石墨烯傳感器
Graphene-based sensor detects harmful air pollution in the home

南安普敦大學的科學家與日本研究所共同合作開發了一個石墨烯的傳感器和開關，可以在很低的功率下來檢測家庭中的有害的污染氣體。Hiroshi Mizuta教授的研究組設計的該種傳感器主要是通過在石墨烯的表面結構上施加電場，從而使得CO2分子被吸引到石墨烯表面，再通過檢測石墨烯的電阻變化來檢測到CO2分子。該種石墨烯傳感器可以檢測到在建筑及室內裝飾材料、家具和家居用品中的個別的的CO2分子和揮發性有機化合物（VOC）的氣體分子。

相關研究結果已經發表在Science Advances上。

8、彈性電路，你知道嗎?
A new combination of materials allows state-of-the-art operating controls with elastic circuits

萊布尼茨研究所的研究人員已經成功地在很薄的彈性硅箔片上制造出了電路。研究人員利用一種稱為光化學金屬化的方法，使在硅箔彈性材料上制造電子開關成為可能。首先在硅箔上涂上納米顆粒的金屬氧化物的感光層，隨后采用含有無色的銀離子的特殊液體，在紫外光照射下，銀的化合物會在感光層被還原成單質銀，從而可以導電。利用這種方法可以生產具有幾個微米的硅箔導體，而這些薄的導體可以很好彎曲且便于操作控制。

9、用于生物傳感器的激光源：首次將有機激光集成到硅光子芯片中
Laser source for biosensors: First time organic lasers integrated into a silicon photonic chip

研究人員已經開發出一類新的用于生物傳感器的激光，主要是將硅納米波導與有機染料摻雜的聚合物結合起來，操作激光所需的能量由垂直于芯片表面上方的脈沖光源提供。脈沖光源所產生的激光直接耦合到一個硅納米波導，從而產生能量成為激光源。通過使用各種染料和激光諧振腔，激光輻射的波長可以在很寬的范圍內變化，得到所需要的激光源。通過該種方法可以生產一系列的低成本的生物傳感器。

相關研究結果已經發表在Nature Communications上。

10、“私人定制”磁性材料
Generation of tailored magnetic materials

為了滿足日益特殊的性能要求，物理學家們一直對性質可以控制的人造材料十分感興趣。最近，日內瓦大學和瑞士的研究人員與法國和英國的團隊合作，已經可以成功地操縱由兩氧化物組成的人工材料的性能，更確切地說他們可以控制材料的磁特性，既可以是鐵磁性，也可以是反鐵磁性；即控制材料有或沒有凈磁矩。這項研究可用于開發未來的磁記憶，并且可大幅度降低目前處理器的高功耗。

相關研究成果已經發表在Nature Communications上。

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本期周報由材料人電子電工材料學習小組風之翼、大黑天和ZZZZ編寫。

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