科技日報記者 張夢然
美國麻省理工學院團隊開發(fā)了一種新技術，能夠生長并剝離電子材料的超薄“皮膚”。這項技術有望推動新型電子設備的發(fā)展，如制造輕量級夜視眼鏡、超薄可穿戴傳感器、柔性晶體管、計算元件以及高靈敏度和緊湊型成像設備。該研究成果已發(fā)表在最新一期《自然》雜志上。
研究團隊以熱釋電材料為例進行了演示。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。利用新方法，團隊制造出了厚度僅為10納米的熱釋電薄膜，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。
團隊發(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)有的夜視設備。這表明，這種超薄熱釋電薄膜可以集成到小型、輕便的設備中，滿足不同紅外波段的各種應用需求，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。
除了熱傳感應用，這種薄膜還可用于環(huán)境與生物傳感，以及天體物理現(xiàn)象的成像。
