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@美国四院院士的四小时工作法 | Rogers专访( 二 )



@美国四院院士的四小时工作法 | Rogers专访
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柔性显示屏 ， 2001 PNAS封面
Q: 至今为止最让您骄傲的是哪项工作？
最让我骄傲的可能是早期关于制备方法的研究工作 ， 比如无机半导体材料如单晶硅薄膜的制备和基于图章的薄膜材料操控方法 。 那时我刚到UIUC不久 ， 这些2004、2005年的早期工作奠定了我们当前的实验技术与科研工作的基石 ， 它们具有相当的重要性 。 后来我们完成了很多很棒的工作 。 我个人很喜欢的第一个是仿昆虫复眼照相机 ， 它结构很复杂 ， 技术实现上相当具有挑战性 。 但能够从科学仿生角度来思考人造光学系统如何像昆虫一样感知周围世界是一件很有趣的事情 。 第二个是类皮肤的表皮电子器件 ， 它是一个里程碑似的工作 。 第三个就是我们首次提出的瞬态电子概念的工作 ， 它开辟了一个新方向 。 所以 ， 说到令人骄傲 ， 我想到的是这三个代表性工作以及早期的方法性成果 ， 它们是我当前研究的基础 。

@美国四院院士的四小时工作法 | Rogers专访
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仿昆虫复眼照相机 ， 2013 Nature

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类皮肤的表皮电子器件 ， 2011 Science
Q: 当下柔性电子按照功能材料分类大致可以分为两类：无机与有机 。 您认为相比于有机柔性电子 ， 无机柔性电子最大的优势在哪？
无机材料基本可以分为复合材料状态和晶体状态 ， 晶体材料的迁移率远高于相应的有机材料 。 当然这里不讨论可能带来更高迁移率的未知有机化学机制 。 就已知有机半导体而言 ， 它们的劣势主要在于迁移率不高 。 有机材料的优势仍然在于可加工性强 ， 它们便于印刷 ， 可以在大气环境中实现大规模制备 。 从这一点来讲 ， 它们仍具有很高研究价值 。 而相比于低成本与大面积 ， 我们更关注电子器件功能的独特性 ， 这与成本和大面积制备工艺相关度并不大 。 比如电子器件要能与人体直接集成 ， 它不需要超大面积；它需要能在人体健康方面发挥重要独特的功能 ， 它不一定需要便宜 。 这里我们首要考虑因素不是大面积与低成本 ， 而是能否具有提升人体健康的独特功能 ， 而且这种功能具有不可替代性 。 我们对柔性电子器件关注点不一样 ， 对于我们的目标而言单晶无机材料是更好更合适的材料 。
Q: 无机柔性电子基于力学设计实现柔性 ， 同时继承无机材料优良性能 ， 但界面失效和可靠性问题很大程度制约着器件的力学与电学性能 。 如果聚合物材料性能不断提高 ， 或者出现新材料 ， 有机柔性电子有没有可能完全取代无机柔性电子？
有可能 。 有机半导体材料以及以此为基础的柔性电子领域确实有很多很有意思的研究 。 对于这个问题 ， 我不确定 。 我没有“水晶球” ， 不能预知未来研究会出现什么样的成果 ， 是否会出现性能与硅可比拟甚至更好的新聚合物 。 这对于当前有机半导体材料的发展来讲是很好的研究课题 。 但即使出现这样的材料 ， 仍然不能立即造就一项独立的新技术 。 硅的魅力在于人们熟知如何进行掺杂 ， 如何控制阈电压 ， 如何处理以及如何图案化 ， 它是一项成熟的制备工艺 。 选用硅作为功能材料 ， 你可以对这些成熟的工艺信手拈来 。 即使人们研制出输运特性与硅相同的新型聚合物 ， 仍然有很多问题需要明确 ， 比如 ， 掺杂方式、材料长期稳定性、飘移行为、偏压应力等等 。 硅作为电子器件的核心材料 ， 人们经过半个世纪的全球性研究才将这些性质理解透彻 。 这些都是非常有意思的研究内容 ， 我个人非常支持有机材料的研究 。 但有机材料的发展成熟还需要一段时间 。 如果你的兴趣在具有短期潜力的先进电子技术 ， 我想利用好现成已被证明过的材料和技术是更有价值、更现实的做法 。


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