科学家造出10纳米超薄“电子皮肤”，未来夜视仪将轻装上阵

主要观点总结

本文介绍了麻省理工学院的研究人员开发出一种新型热释电材料技术，能够制造厚度仅为10纳米的热释电薄膜。该薄膜对远红外光谱的热量和辐射高度敏感，可应用于热传感、热成像、热能收集等领域，并有望解决长期存在的光学传感难题。研究人员还将其应用于夜视设备和自动驾驶汽车领域，展示了其潜力和应用价值。

关键观点总结

关键观点1: 热释电材料的原理及应用

热释电材料是一种极性晶体，当温度变化时，自发极化强度会发生变化，从而在表面产生电荷。新技术应用于热传感、热成像、热能收集等领域。

关键观点2: 新技术特点与优势

新技术能够制造厚度仅为10纳米的热释电薄膜，对远红外光谱的热量和辐射高度敏感。有望帮助解决光学传感难题，应用于夜视设备和自动驾驶汽车领域。

关键观点3: 远程外延技术

研究人员采用远程外延技术制备具有各种特性的薄膜，一种名为PMN-PT的热释电材料无需中间层辅助即可与基底分离。

关键观点4: 热释电薄膜的灵敏度与应用

热释电阵列的灵敏度可与最先进的夜视设备相媲美，可应用于夜视设备、自动驾驶汽车、气体传感器、污染物检测以及半导体芯片热量监测等领域。

关键观点5: 研究前景与展望

研究人员正在积极努力将热释电薄膜整合到夜视系统中，并设想将其制成高性能夜视镜，实现轻量化设计。

正文

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为了寻找制造更小、更薄、更灵活的电子产品的新方法。研究人员设想开发一种超薄电子“皮肤”可以融入各种设备，从智能隐形眼镜、可穿戴传感织物，到弹性太阳能电池和可弯曲显示器。为了实现这样的设备，团队一直在尝试各种方法来生长、剥离和堆叠半导体元件，以制造超薄、多功能的电子薄膜。

他们首创的一种称为 “远程外延” 的方法——一种在单晶基底上生长半导体材料，并在其间放置一层超薄石墨烯的技术。基底的晶体结构充当支架，新材料可以沿着其生长。石墨烯起到类似特氟龙的不粘层的作用，使研究人员可以轻松剥离新薄膜并将其转移到柔性和堆叠的电子设备上。剥离新薄膜后，底层基底可以重复使用，用于制作其他薄膜。

麻省理工学院材料科学与工程系教授 Jeehwan Kim 已应用远程外延技术来制备具有各种特性的薄膜。在尝试不同的半导体元件组合时偶然发现，一种名为 PMN-PT 的热释电材料无需中间层辅助即可与基底分离。只需在单晶基板上直接生长 PMN-PT，研究人员便可移除生长的薄膜，而不会对其精细的晶格造成任何撕裂或撕裂。

“效果出奇的好，我们发现剥离后的薄膜光滑到原子级。”这项研究的主要作者 Xinyuan Zhang 表示。

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