科技日?qǐng)?bào)記者 張夢(mèng)然

美國(guó)麻省理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新技術(shù)，能夠生長(zhǎng)并剝離電子材料的超薄“皮膚”。這項(xiàng)技術(shù)有望推動(dòng)新型電子設(shè)備的發(fā)展，如制造輕量級(jí)夜視眼鏡、超薄可穿戴傳感器、柔性晶體管、計(jì)算元件以及高靈敏度和緊湊型成像設(shè)備。該研究成果已發(fā)表在最新一期《自然》雜志上。

研究團(tuán)隊(duì)以熱釋電材料為例進(jìn)行了演示。熱釋電材料是一種對(duì)溫度變化敏感的材料，能產(chǎn)生電流。這種材料越薄，其對(duì)細(xì)微溫度變化的感知能力就越強(qiáng)。利用新方法，團(tuán)隊(duì)制造出了厚度僅為10納米的熱釋電薄膜，并證明該薄膜對(duì)遠(yuǎn)紅外光譜中的熱量和輻射具有高度敏感性。

團(tuán)隊(duì)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(zhǎng)并輕松剝離，無(wú)需中間層輔助。這是因?yàn)殂U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(gè)材料可以完好無(wú)損地剝離。

基于此發(fā)現(xiàn)，團(tuán)隊(duì)制作了一個(gè)由100個(gè)超薄熱敏像素組成的陣列，每個(gè)像素面積約為60平方微米。這些像素對(duì)遠(yuǎn)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(dòng)駕駛汽車在低可見(jiàn)度條件下的視覺(jué)能力，或作為氣體傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)環(huán)境污染監(jiān)測(cè)等。

除了熱傳感應(yīng)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。