4 月 28 日消息,麻省理工學(xué)院材料科學(xué)與工程系團隊研發(fā)出了一種可生長并剝離的超薄電子 "皮膚" 技術(shù),有望為新型電子設(shè)備鋪平道路,例如可穿戴設(shè)備、柔性電子及緊湊型紅外成像裝置。
作為演示,科研人員基于該方法制作出了一種厚度僅 10 納米的熱電薄膜,并證明該薄膜對遠紅外光譜中的熱量和輻射具有高度敏感性,有望應(yīng)用于夜視眼鏡和霧天自動駕駛感知領(lǐng)域。
這項新技術(shù)不僅適用于熱釋電材料,研究人員還計劃將該方法應(yīng)用于制造其他超薄、高性能半導(dǎo)體薄膜。熱釋電材料是一種對溫度變化敏感的材料,能產(chǎn)生電流。這種材料越薄,其對細微溫度變化的感知能力就越強。
科研人員發(fā)現(xiàn),一種名為 PMN-PT 的熱釋電材料可以直接在單晶基底上生長并輕松剝離,無需中間層輔助。這是因為鉛原子在熱釋電薄膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)中有序排列,具有較大的電子親和力,阻止了載流子與其他材料連接,從而使得整個材料可以完好無損地剝離。
基于此發(fā)現(xiàn),團隊制作了一個由 100 個超薄熱敏像素組成的陣列,每個像素面積約為 60 平方微米。這些像素對遠紅外光譜的變化高度敏感,其性能甚至超越了現(xiàn)有的夜視設(shè)備。
這表明,這種超薄熱釋電薄膜可以集成到小型、輕便的設(shè)備中,滿足不同紅外波段的各種應(yīng)用需求,例如提高自動駕駛汽車在低可見度條件下的視覺能力,或作為氣體傳感器進行實時環(huán)境污染監(jiān)測等。
其研究成果已于當(dāng)?shù)貢r間 4 月 23 日發(fā)表于《自然》雜志,論文地址如下:
https://www.nature.com/articles/s41586-025-08874-7