Déformabilité des monocristaux d'InSe. (A) Structure cristalline de β-InSe et projection sur les plans (110) et (001). (B) Cristal tel que cultivé et (C) surface de clivage. (D à F) Le monocristal d'InSe est transformé en diverses formes sans se casser. (G) Image en microscopie électronique à balayage (MEB) d'une plaque de cristal pliée. R, rayon. Courbes de contrainte-déformation d'ingénierie de compression le long de (H) et perpendiculairement à (I) l'axe c. La plus petite grille indique 1 mm sur toutes les photographies. Crédit: Science (2020). DOI :10.1126/science.aba9778
Une équipe de chercheurs affiliés à plusieurs institutions en Chine et une aux États-Unis a découvert que les cristaux semi-conducteurs de séléniure d'indium (InSe) ont une flexibilité exceptionnelle. Dans leur article publié dans la revue Science , le groupe décrit les tests d'échantillons d'InSe et ce qu'ils ont appris sur le matériau. Xiaodong Han de l'Université de technologie de Pékin a publié un article de Perspective décrivant le travail de l'équipe en Chine dans le même numéro de la revue.
Comme le notent les chercheurs, la plupart des semi-conducteurs sont rigides, ce qui signifie qu'ils sont difficiles à utiliser dans des applications qui nécessitent des surfaces ou des pliages variés. Cela a posé un problème aux fabricants de dispositifs portables alors qu'ils tentent de répondre à la demande des utilisateurs en matière d'électronique pliable. Dans ce nouvel effort, les chercheurs en Chine ont trouvé un semi-conducteur, InSe, ce n'est pas seulement flexible, mais est si souple qu'il peut être traité à l'aide de rouleaux.
InSe, comme son nom l'indique, est un composé à base d'indium (un élément métallique souvent utilisé dans les écrans tactiles) et de sélénium (un élément non métallique). Le sélénium est également un semi-conducteur 2-D, et a fait l'objet d'un examen minutieux après que les chercheurs ont découvert que sa bande interdite correspondait à la région visible du spectre électromagnétique. Il a déjà été étudié pour une utilisation dans des applications optoélectroniques spécialisées. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont étudié la possibilité de l'utiliser comme semi-conducteur dans des appareils électroniques portables pliables.
En testant le matériel, les chercheurs ont découvert que sa contrainte de compression était d'environ 80 pour cent à température ambiante. Ils ont également découvert qu'un seul flocon composé d'environ 10 5 couches du matériau était encore extrêmement pliable. Des tests supplémentaires ont montré que l'InSe en vrac avait une bande interdite d'environ 1,26 eV à température ambiante et une structure cristalline hexagonale en nid d'abeille. Ses couches ont été formées via des liaisons covalentes Se-In-In-Se, et les couches étaient maintenues ensemble par les interactions Se-Se Van der Waals. Peut-être le plus important, les chercheurs ont découvert que le matériau pouvait être produit en série à l'aide d'un laminage thermomécanique, où une succession de rouleaux de plus en plus petits ont été utilisés pour aplatir et élargir le matériau en fines feuilles continues.
Les chercheurs concluent en suggérant que l'InSe pourrait être utilisé dans le développement de dispositifs électroniques déformables ou même flexibles de nouvelle génération.
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