青娱乐极品视觉盛宴av,国产午夜成人久久无码一区二区,被伦流澡到高潮苏软软

無機半導體中的類似金屬室溫塑性重塑了人們對材料物理性質的認識，催生了一系列新概念功能材料。然而，目前的室溫塑性無機半導體仍然非常罕見，其性能也不如經典的脆性半導體。

在此，中國科學院上海硅酸鹽研究所史迅研究員，陳立東研究員和仇鵬飛副研究員等人以經典的鉍碲化物（Bi₂Te₃）基熱電半導體為例，展示了抗位錯缺陷可以導致高密度、多樣化的微觀結構，這些結構顯著影響機械性能，從而成功地將這些塊體半導體從脆性轉變為塑性，使得在300開爾文時的優值高達1.05，與其他塑性半導體相比，類似于最佳脆性半導體。本文提供了一種有效的策略，將脆性半導體塑化以同時展示良好的塑性和出色的功能性。

相關文章以“Room-temperature exceptional plasticity in defective Bi₂Te₃-based bulk thermoelectric crystals”為題發表在Science上。

研究背景

無機半導體具有豐富的功能、高載流子遷移率和良好的穩定性，是電子工業的關鍵組成部分。由于其固有的強離子和/或定向共價鍵，無機半導體通常是脆性的，在室溫下的變形應變小于1%，這極大地限制了它們在柔性和可變形電子中的應用。開發具有體積塑性的無機半導體是一個長期追求的目標。最近，將室溫金屬樣塑性與可調帶隙和高載流子遷移率相結合，產生了一系列的具有各種功能特性的塑性無機半導體。這些材料對一系列工業應用具有吸引力。一個例子是塑性無機熱電（TE）半導體，它們同時具有出色的可變形性和良好的TE性能。利用這些體積塑性半導體開發了高效的柔性TE設備，為可穿戴設備提供自供電技術。然而，以前的研究只關注于發現本質上具有塑性的無機TE半導體，這類半導體是罕見的。此外，塑性無機TE半導體在室溫下的最大TE優值遠低于最先進的脆性TE材料。

在機械載荷下裂紋擴展與塑性變形之間的競爭在很大程度上決定了材料是以脆性還是塑性方式變形。如果施加的應力能夠在可能破壞材料的裂紋形成和擴展之前得到放松或耗散，通常就會發生塑性或彈性變形。高密度、多樣化的微觀結構（例如，位錯、堆疊層錯、孿晶、相界和扭曲界面）的存在可以有效放松和耗散施加的應力，從而阻礙裂紋擴展。在金屬中，這些微觀結構可以在機械載荷下自發形成，導致出色的塑性。然而，在無機半導體中，強離子或定向共價鍵使得在機械載荷下難以生成高密度、多樣化的微觀結構。這是具有完美晶格的無機半導體通常塑性差的主要原因之一（圖1A和B）。如果能夠在機械載荷之前將高密度、多樣化的微觀結構引入無機半導體，由于施加的應力的快速放松和耗散，可能會發生從脆性到塑性的轉變（圖1A和B）。

研究內容

作者以經典的鉍碲化物（Bi₂Te₃）基熱電半導體為例，展示了缺陷工程如何改變脆性半導體的機械性能。研究發現，抗位錯BiTe和TeBi缺陷的共存可以在體晶體中導致高密度、多樣化的微觀結構（例如，線缺陷（位錯和層錯位錯）、平面缺陷（交換雙層和超位錯）以及晶格畸變）。這不僅在室溫下導致了非凡的塑性（圖1C），同時也提高了熱電優值（zT = 1.05）（圖1D）。本文的策略是將脆性材料轉變為更具塑性的行為，這也能夠提高塑性半導體的熱電性能，使其與脆性熱電材料更具競爭力。

在無機半導體中通常存在內在缺陷（例如，抗位錯、空位和間隙）。當不同種類的內在缺陷形成能量相當時，它們可以共存于晶格內部并容易發生改變。如圖2A所示，當組成落在紅色方框范圍內時，內在缺陷A和B可以同時產生。這些內在缺陷的相互作用、聚集和運動可能進一步形成高密度、多樣化的微觀結構，將脆性材料工程化為塑性材料。