1 南京邮电大学 集成电路科学与工程学院, 南京 210023
2 南京邮电大学 射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室, 南京 210023
应用日益广泛的可穿戴设备要求其中的传感器件可拉伸、可弯曲，因此柔性传感器已受到人们的重视。文章对柔性压力传感器的微结构、材料、制备工艺等方面进行了综述，重点总结了现阶段柔性传感器所采用的各种结构，比较了天然微结构、仿生表面微结构、多孔结构、多级结构、多层结构柔性压力传感器的重要性能。介绍了目前常用的柔性基底材料和导电活性材料，对比了光刻技术、3D打印等制造工艺的优缺点，对柔性压力传感器的未来研究方向进行了展望。文章对相关柔性器件的研究具有较高的理论价值和工程参考意义。
柔性压力传感器 微结构 柔性基底材料 3D打印 flexible pressure sensor microstructure flexible substrate material 3D printing
1 武汉理工大学理学院, 武汉 430070
2 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室, 武汉 430070
石墨烯作为一种新型碳纳米材料，因其优异的力学、电学和热学性能，在柔性电子器件领域具有巨大的应用潜力。在柔性器件中，石墨烯/柔性基底的界面力学性能决定了器件性能的可靠性。基于此，从实验测试技术(Raman光谱、原子力探针技术和鼓泡实验)和理论计算模型(一维线性模型、一维非线性模型、双线性内聚力模型及二维非线性模型) 2个方面综述了石墨烯/柔性基底的界面力学性能最新研究进展，并介绍了基于界面力学研究的石墨烯柔性器件相关应用及难点，最后展望了后期研究与应用方向。
石墨烯 柔性基底 界面力学性能 测试技术 计算模型 graphene flexible substrate interfacial mechanical properties testing technology calculation model
柔性显示以其轻薄、不易破坏、可弯折的特点受到消费领域的关注，最近几年柔性产品从初期的边缘弯曲手机发展到可折叠手机，目前折叠AMOLED显示屏已成为高端移动手机终端产品的标志。显示器件从刚性发展到折叠离不开材料科技的进步，聚酰亚胺材料的发展有效推动了显示形态的创新。柔性基板和柔性盖板是聚酰亚胺在折叠AMOLED显示中最重要的应用。本文介绍了柔性AMOLED用的基板材料基本性能，如耐高温、低膨胀、高平整、可分离，同时介绍了针对可折叠柔性盖板材料需要的基本性能，如高透明、抗冲击、耐蠕变、可弯折。本文基于京东方在折叠显示开发过程中的经历，综述了聚酰亚胺材料在柔性基板和柔性盖板两个关键资材方面的发展历程及工业化应用情况，并对聚酰亚胺材料的未来发展方向进行了展望。
折叠显示 有机发光二极管 聚酰亚胺 柔性基板 柔性盖板 foldable display OLED polyimide flexible substrate flexible cover
1 沈阳化工大学 机械与动力工程学院，沈阳042
2 中国科学院过程工程研究所 多相复杂系统国家重点实验室，北京100190
以WCl6和NiCl2·6H2O为钨源和镍源、PVP为表面活性剂、无水乙醇为溶剂，采用溶剂热法制备得到非化学计量比的W18O49和Ni掺杂W18O49纳米线（Ni⁃W18O49），并利用雾化沉积法将W18O49和Ni⁃W18O49纳米线喷涂在柔性ITO⁃PET透明导电基底得到W18O49/ITO⁃PET和Ni⁃W18O49/ITO⁃PET电致变色薄膜。测试结果表明，Ni掺杂使W18O49/ITO⁃PET电致变色薄膜着色/褪色响应时间由16.5 s/8.2 s减小为10 s/5.8 s，着色效率由56 cm2·C-1增至74 cm2·C-1。Ni⁃W18O49/ITO⁃PET电致变色薄膜经1 500次充放电后容量保持率仍为70%。Ni掺杂W18O49使W5+和氧空位含量增加，降低电荷转移阻力，从而改善电致变色性能。
镍掺杂 氧化钨 电致变色薄膜 溶剂热法 柔性基底 Ni-doping W18O49 electrochromic film Solvothermal method flexible substrate
1 中国计量大学 信息工程学院 浙江省电磁波信息技术与计量检测重点实验室，浙江 杭州 310018
2 中国计量大学 太赫兹研究所，浙江 杭州 310018
焦距范围可调的超薄聚焦反射镜在片上太赫兹光谱和成像等紧凑型系统中有重要应用价值。通过改变几何尺寸和调节化学势可以使石墨烯亚波长反射结构获得0~2π的相位，结合聚二甲基硅氧烷（PDMS）柔性基底的动态拉伸可以实现大动态范围的超薄太赫兹聚焦反射镜。本文设计了一个工作频率为1.0 THz，宽度为12 mm，焦距为60 mm，厚度为75 μm的柔性基底动态调焦石墨烯超表面聚焦反射镜。首先在基底自然状态下通过掺杂调节单元石墨烯条的化学势和改变宽度使其反射相位覆盖0~2π相位，并按照预定设计的相位空间分布达到反射聚焦效果。然后通过横向拉伸柔性基底实现反射镜焦距的动态调节。仿真结果表明：柔性基底长度在100%~140%内范围变化时，反射镜的焦距由53.4 mm增加到112.1 mm，动态调焦范围可达到最小焦距的109.7%，同时聚焦效率从69.7%减小到46.8%。此外，本文还研究了该反射镜在宽频带范围的工作性能。仿真结果表明：其对于在0.85~1.0 THz范围内的入射平面波都能实现良好的动态聚焦。
太赫兹 石墨烯 超表面 柔性基底 动态聚焦 terahertz graphene meta-surface flexible substrate dynamic focusing
1 广州新视界光电科技有限公司，广东 广州 510530
2 华南理工大学 高分子光电材料及器件研究所，广东 广州 510640
3 季华实验室，广东 佛山 528000
4 长春希达电子技术有限公司，吉林 长春 130103
柔性电子设备的快速发展对薄膜晶体管(TFT)提出了低功耗、耐弯折和可低温制备的要求。其中，栅极绝缘层是核心材料之一。溶液法制备有机栅极绝缘层具有低成本、柔韧性强的优点，适合大面积加工。本文采用喷墨打印法实现了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)墨水的印刷成膜，采用XPS分析了不同退火温度处理的印刷PVP薄膜成分差异，并测试了PVP器件的漏电流、电容和转移特性参数。200 ℃退火的PVP薄膜漏电流密度≤10-4A/cm2 (5 V)，相对介电常数约为3.8，玻璃衬底器件饱和迁移率达到4.6 cm2/(V?s)，开关比≥105；PI柔性衬底器件在20 mm弯折半径下迁移率2.8 cm2/(V?s)，开关比约6×104，在柔性电子领域有一定的应用前景。
喷墨打印 柔性衬底 有机绝缘材料 薄膜晶体管 inkjet printing flexible substrate organic dielectric material thin-film transistor
太原科技大学电子信息工程学院, 山西 太原 030024
亚波长周期结构光栅具有传统光栅所不具有的特殊特性,因此利用纳米压印技术在方形的PC(Polycarbonate,聚碳酸酯)上制作了一种亚波长金属纳米光栅偏振器,其周期为278 nm,深度为110 nm,占空比为0.5,沉积的金属铝层为70 nm。然后采用光谱测试系统对制作的亚波长金属光栅偏振器进行了简单的性能测试。实验结果表明:当入射光波长在600 nm时,制作的亚波长金属光栅偏振器具有较好的偏振特性,其TM偏振光透射效率高达55%,且消光比高达32 dB。另外,利用实验室前期制作的6通道传感器对制作的偏振器性能进行了测试,测试结果显示制作的偏振器的平均误差为0.2002°,最大误差为1.105°,标准误差为0.7255°。该制作工艺只涉及纳米压印工艺和金属蒸镀工艺两个工艺步骤,制作过程不涉及压印胶的涂覆、剥离和刻蚀工艺,因此在低成本、批量化制作大面积的偏振器方面具有很明显的优势,可普遍用于光探测器件、光电开光等半导体光电子器件的制作。
光学器件 柔性材料 亚波长 光栅偏振器 TM透射效率 消光比 中国激光
2020, 47(11): 1113004
太原理工大学 物理与光电工程学院 新型传感器与智能控制教育部重点实验室, 山西 太原 030024
通过热蒸发和磁控溅射方法在厚金属Ag反射层上制备了由一维周期性Ag金属薄层和MoO3/SiO2介质层组成的多波段吸收体。实验结果表明: 随着周期数(N)的增加, 吸收峰的个数也相应增加, 且精确等于周期数。对于Ag薄层厚度为14 nm、MoO3层和SiO2层厚度分别为2 nm及135 nm的吸收体, 实验测得在400~900 nm波长范围内的积分吸收效率从N=1时的29.4％增加到N=6时的57.2％, 趋势与理论计算结果一致。此外, 测量结果表明: 吸收峰对入射角度及偏振不敏感。笔者还在柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯衬底上制备了多层吸收体, 弯曲1 000次后仍基本保持原有的吸波性能。该吸收体在光伏和热辐射调控等领域具有潜在应用价值。
吸收 多波段 多层膜 柔性衬底 absorption multiband multilayer flexible substrate 红外与激光工程
2019, 48(2): 0203004
南京邮电大学 有机电子与信息显示国家重点实验室培育基地信息材料与纳米技术研究院, 江苏 南京 210023
柔性有机发光二极管(FOLED)具有机械柔韧性好、低功耗、驱动电压低、高色域、宽视角、响应速度快等优点, 在柔性显示、柔性照明、可穿戴设备等方面显示了广阔的应用前景。虽然柔性OLED研究与应用已经有了很大程度的进展, 但要实现产业化, 稳定性、效率及其电极等方面都需要进一步完善。本文介绍了柔性衬底与导电电极的制备及处理方法, 并对柔性OLED的发展趋势进行了展望。
柔性有机发光二极管 机械柔韧性 柔性显示 柔性衬底 导电电极 flexible organic light-emitting devices mechanical flexibility flexible display flexible substrate conductive electrode
北京科技大学 数理学院 应用物理系, 北京 100083
采用等离子增强原子层沉积技术(PE-ALD)在350℃温度下, 在KAPTON柔性衬底上直接生长出多晶GaN薄膜。利用低角度掠入射X射线衍射仪、AFM、SEM、TEM、XPS对薄膜的晶体结构、表面形貌及薄膜成分进行了表征和分析。结果表明, 薄膜呈多晶态, 且具有良好的均匀性; 薄膜中的N元素全部以N-Ga键形式存在; 大部分Ga元素以Ga-N键形式构成GaN; 少量的Ga元素分别以Ga-Ga键和Ga-O键形式构成金属镓以及Ga2O3。研究发现, 虽然KAPTON具有较好的耐高温性, 但GaN会反向扩散进入KAPTON衬底, 形成具有一定厚度的GaN扩散层。
氮化镓 柔性衬底 等离子增强原子层沉积 反向扩散 GaN flexible substrate PE-ALD back-diffusion
