科學家突破性發現！原子「空缺工程」打造可撓半導體 穿戴裝置新革命

澳洲昆士蘭科技大學(QUT)研究團隊近期在《自然通訊》期刊發表重大研究成果，他們透過原子空缺工程技術，成功開發出一種新型可撓式半導體材料AgCu(Te,Se,S)，能高效將人體熱能轉化為電能，為穿戴式裝置帶來革命性突破。

這項研究由李南海博士領軍，團隊成員包括施曉雷博士、劉思琪、曹天一、張敏、呂萬宇、劉偉迪、齊東辰及陳志剛教授等人。他們利用先進計算設計，透過簡易熔融法合成出這種特殊合金材料，主要成分包含銀、銅、碲、硒和硫。

研究關鍵在於「空缺工程」技術，即精準控制晶體結構中的原子空缺位置。這種方法能顯著改善材料的機械、電氣和熱效能。李博士表示，透過精確調控原子空缺，不僅提升熱電轉換效率，更賦予材料優異的機械特性，使其能適應各種複雜的實際應用場景。

為驗證實際應用潛力，研究團隊設計多種微型可撓裝置原型，可輕鬆貼附於人體手臂。這些裝置能利用人體與環境的溫差發電，特別是在運動時產生的更大溫差下，發電效率更為顯著。

陳志剛教授指出，隨著可撓式電子產品快速發展，市場對柔性熱電裝置的需求大幅增長。傳統有機材料效能較差，無機材料雖導電性佳但易脆裂。而這項研究使用的半導體材料，是罕見兼具優異熱電效能和可塑性的無機材料。

值得一提的是，QUT團隊近期也在《科學》期刊發表另一項突破性研究，開發出超薄可撓薄膜，能利用體溫為下一代穿戴裝置供電，完全無需電池。陳教授強調，推動柔性熱電技術發展的關鍵在於持續探索各種可能性。

這項研究獲得澳洲研究委員會資助，相關成果已於2025年3月21日發表在《自然通訊》期刊，為穿戴式裝置的能源供應開闢全新途徑。