北京大学,Nature Electronics!
研之成理
2026-03-10 09:57
文章摘要
背景:可拉伸电子器件在医疗诊断、电子皮肤等领域至关重要,但传统弹性体介电材料在器件尺寸缩小时,因聚合物链松散堆积导致自由体积大,电子易加速引发碰撞电离和介电击穿,尤其在薄膜厚度低于100纳米时性能下降,制约了小型化高性能可拉伸电子器件的发展。研究目的:开发一种能在减薄时保持坚固的弹性体介电材料,通过交联辅助陷阱创建(CATCH)方法,利用多臂交联剂减小弹性体网络的自由体积并引入异质性创建深化学陷阱,以提高击穿强度,实现与半导体工艺兼容的微型化可拉伸电子器件。结论:CATCH方法成功提升了多种弹性体介电材料的击穿强度,以丁腈橡胶为例在84纳米厚度下达到589 kV/mm,媲美金属氧化物;基于该材料构建了高性能可拉伸电容器、晶体管、电荷存储阵列和整流器,并集成于无线肌肉电刺激系统,展示了在可植入医疗电子等领域的应用潜力,为下一代小型化可拉伸电子器件提供了材料基础。
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