中国科学院上海硅酸盐研究所史迅研究员、陈立东院士团队与上海交通大学魏天然教授团队合作取得重要突破。他们发现一类特殊脆性半导体在500K温度下展现出优异的塑性变形和加工能力，并建立了与温度相关的塑性物理模型。这项研究实现了半导体材料类似金属的塑性加工工艺，为半导体加工制造技术开辟了新途径。相关成果发表在《自然-材料》期刊上。
传统半导体材料在室温下加工成本高、工艺复杂。虽然近年来发现了一些具有室温塑性的无机半导体，但种类稀少且性能有限。研究团队发现，某些窄禁带无机半导体在略高于室温条件下可以进行辊压轧制、平板压等塑性"温加工"，且加工后材料仍保持优良性能。
实验表明，这种塑性温加工方法在制造半导体膜方面优势明显。它避免了衬底限制和额外成本，能自由调控薄膜厚度，且薄膜结晶性好、元素分布均匀。微结构分析显示，材料塑性变形主要由晶粒重整和晶格扭转畸变引起。团队还提出了变温塑性模型，计算结果与实验数据吻合。
这项技术在高性能自支撑半导体制造方面前景广阔。以热电转换为例，研究团队用3种热电材料辊压薄片研制了两种面外型薄膜热电器件，其最大归一化功率密度达到同类器件的两倍。该研究为半导体加工和应用提供了新思路。
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https://doi.org/10.1038/s41563-025-02223-9
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