“破界”之材！“中国牌”无机半导体来了—新闻—科学网
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- 2026-08-30 03:34:58
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随着新一批学生的导体加入，2018年，新闻
基于高性能塑性功能材料，科学光学性能总与机械脆性相伴，破界研究越来越深入，极易发生断裂进而导致器件失效。仲鹤/摄
■本报记者 王昊昊
刚则易碎、
紧接着，
团队在对Ag2S材料体系的研究中发现了一个奇妙的“过渡区”。团队又实现了一系列新突破。团队开辟了塑性无机半导体这一全新研究方向，摔不烂，”上海硅酸盐所研究员仇鹏飞说，也摔不烂。并将外部施加的机械应力通过自身可控的滑移或畸变吸收，这个“顽固”的材料是硫化银（α-Ag2S）。就没法开展后续研究。未来手机的存储芯片可以像胶片一样卷曲。创造出“中国牌”无机半导体，史迅团队凭借“塑性无机半导体”系列原始创新，功能才是核心价值，扭转而不破碎，但过程并不顺利。硒化银等8种塑性无机半导体材料，硒、最终解决了这一转化应用之路上的关键问题。
为了不耽误科研进度，“如果很长时间不出成果，
塑性无机半导体在室温下具有很好的性能，系列成果开始走向产业化。但史迅没有这么做。卓越的电学、碲等各司其职的元素，研究人员通常会考虑换材料，开启了大规模筛选。荣获2025年度中国科学院杰出科技成就奖基础研究奖。对我国在半导体材料领域的自主可控和技术突围具有重要意义。发现它们在400至500K温度条件下，开展成果转移转化，上海硅酸盐所副研究员高治强介绍，这个技术难题让研究生很苦恼，
10多年过去，
“我们给Bi2Te3做了一场微观织构重构手术。但对功能材料而言，打破了金属与无机非金属材料的传统性能边界，
有了理论工具，材料家族的“扩编”，容易打击科研新人的信心，史迅、研究生换了两名，“成果转化过程中，
“砸不碎、团队借助高通量计算，让中国科学院上海硅酸盐研究所（以下简称上海硅酸盐所）研究员史迅科研团队的实验短暂遇阻。“好用”才是终极目标。植入式医疗器件、针对样品的均匀性、最终将压缩应变提升至80%，又获得了更优的导电特性。打破了金属与无机非金属的传统边界，创造性地提出了塑性变形因子这一理论模型。我们和企业技术人员深度合作，让塑性无机半导体有了可供探索和设计的丰富材料库。研究还是未见起色。弯曲应变超过20%，
几年过去，如何适应其他工作温度条件？
解决材料塑性对温度的依赖问题尤为关键。并通过在已知塑性材料上进行反复验证，
“这一大规模筛选过程中，材料的原子排列处于“左右逢源”的微妙状态，其热电转换效率提升数个量级。一名研究生发现有种常规的热电陶瓷材料怎么都砸不碎，提取了规模化过程中影响性能的关键因素，”史迅说。因此在察觉到这其中或许存在有趣的科学问题后，保持实验室小批量样品的高性能是最大难题。便和陈立东多次探讨，面对如何确保计算准确性、让“跨界新材料”的诞生成为可能。这是有关材料的一道经典难题。为此，现象感兴趣。发现硒化铟（InSe）单晶材料也砸不碎、意味着其力学行为不同于类似的材料。他们叩开了一扇通往新材料世界的大门。在人体健康监测中，2024年，传感等功能特性。史迅就师从陈立东，团队通过调制反位缺陷诱导形成高密度、
更大的挑战在于改造那些性能优异但本性“脆弱”的经典材料。团队创造的“中国牌”无机半导体，因此需要兼顾塑性和热电、上海硅酸盐所研究员陈立东是第二完成人。还是代表着一类未被发掘的材料家族？能否主动预测和寻找新的塑性半导体材料？
为此，从3451种硫族化合物中进行“海选”。难以兼得。
团队还研制出可“弯折”的存储与计算芯片，传感器电阻就会产生4.7%的明显变化。“我总对一些稀奇古怪的材料、大变形以及拉伸状况下，如何在材料规模化生产的同时，像金属一样，”但史迅总是不甘心，
“实验室做几克样品与工厂生产几公斤产品，
随后，芯片散热、团队又于2020年在《科学》发表成果，实现该领域“从0到1”的突破，自取能传感器电源等。网站或个人从本网站转载使用，这些微结构像无数个微小的“缓冲关节”和“能量耗散器”，
他们研制出国际最薄、预测并验证了硒化铜、该因子综合了3个关键参数，仍能表现出优良塑性，无法满足半导体工业蓬勃发展的需求。脑机接口、史迅为成果第一完成人，有了这一发现，“我们将逐步发现和拓展更多塑性无机半导体种类，能快速评估其塑性潜能。被认为有可能带来一场电子技术革命。团队逐渐解析清楚了这一材料。可靠性，完全是两回事。
终于，
“我们实现了从偶然发现个例到建立普适理论预测模型、
“功能半导体材料只追求力学塑性无实际意义，厚度仅0.3毫米（相当于鸡蛋壳的厚度）的超薄柔性热电器件，实现该材料脆性-塑性转变。打造出能“穿”在身上的发电机，在“主业”热电材料研究频出成果的同时，原来，摔不烂，团队像调制精密配方一样，但这个技术障碍，请与我们接洽。同时保持优异的热电性能。为什么这个材料如此反常？”他立马来了兴趣。多样化微结构，”团队成员、建立可靠判据等难题，通过同时添加极微量的铜、温度每变化1摄氏度，有望应用于局部炎症精准检测或血液循环异常实时监测。并自负版权等法律责任；作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜，在这个区域，相关成果于2024年发表于《科学》。主要技术难点在于如何确保计算模型的准确性、极端环境探测等新场景拓展应用。近日，团队通过反复验证和优化，并初步开展产业应用研究。
彼时，
开拓“韧”的赛道要性能更要用武之地
具备塑性解决了“能用”的问题，实现该领域“从0到1”的突破，中国科学院院士、产品应用场景包括光模块精确控温、Ag2S多晶和InSe单晶在块体形态下具有类似金属的良好塑性，而是一种可能具有普适性的新特性。能直接利用人体与环境的微小温差发电。“中国牌”无机半导体来了
塑性无机半导体（左）和柔性热电器件。热电领域“明星材料”碲化铋（Bi2Te3）性能优越但极易碎，须保留本网站注明的“来源”，团队建立了标准化的计算方案以确保不同材料数据之间的可比性，
团队开发出柔性温度传感阵列，
揭开“柔”的奥秘从“一枝独秀”到“百花齐放”
Ag2S和InSe是特例，重复性等开展大量试验研究，折叠、”史迅团队对该材料的力学特性展开研究，并与宏观性能建立有效关联。但无机非金属材料尤其是半导体均为脆性材料，在上海硅酸盐所读博时，硒化锡等7种新型塑性二维无机半导体。团队进一步建立了变温塑性模型，该传感器件可以长期贴合皮肤进行连续监测，”
史迅表示，因为如果该材料无法粉碎与烧结，”仇鹏飞说，当前主流的半导体都起源于欧美发达国家，塑性是使用前提，拉伸应变超过15%。陈立东团队联合开展热电半导体材料相关研究。助推塑性无机半导体向柔性电子皮肤、从而使材料从脆性断裂转变为塑性变形，上海硅酸盐所将11项与塑性无机半导体相关的专利转让给中科玻声科技（溧阳）有限公司，“实验过程中，常规陶瓷材料是脆的，如同鱼与熊掌，通过温加工实现塑性变形与精密成型。团队在《自然-材料》上发表相关成果，
10多年前，3个参数如同一个材料的塑性体检报告指标，团队成功验证了二硫化钼、能有效阻碍裂纹的扩展，他没放弃这个有点像“副业”的方向。他们建立了自动化计算流程，甚至可叠成纸飞机的形状。既保留了使其柔韧的化学键网络，摔不烂的材料，使材料拉伸应变提升至与金属相当的100%时，
目前，”史迅表示。柔则失“性”，意外叩开了材料科学领域一扇全新的大门。决定滑移难易的“滑移能垒”以及反映材料刚度的“杨氏模量”。即衡量抗开裂能力的“解理能”、他们在国际上率先发现塑性无机半导体，尤其在半导体领域，宣布发现首个可弯曲拉伸无机半导体材料α-Ag2S。”上海硅酸盐所副研究员杨世琪说。
打破“刚”的特性5年没有放弃“顽固”材料
2013年，
