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近日，北京理工大學(xué)集成電路與電子學(xué)院柔性電子器件與智造研究所在英國皇家化學(xué)學(xué)會（RSC）旗下的頂級綜述期刊《Chemical Society Reviews》（影響因子46.2）上發(fā)表題為“Low-dimensional nanostructures for monolithic 3D-integrated flexible and stretchable electronics”的綜述文章，并被選為內(nèi)封面論文（Inside Front Cover）。論文詳細(xì)總結(jié)了面向單片三維集成柔性拉伸多功能感知系統(tǒng)的低維納米結(jié)構(gòu)材料、器件設(shè)計及系統(tǒng)集成方法。北京理工大學(xué)集成電路與電子學(xué)院化麒麟特別研究員為論文第一作者，北京理工大學(xué)集成電路與電子學(xué)院沈國震教授為通訊作者。

柔性拉伸電子產(chǎn)品具有超薄設(shè)計、輕質(zhì)結(jié)構(gòu)、柔韌性和貼附性等特點(diǎn)，在健康醫(yī)療、先進(jìn)機(jī)器人和人機(jī)界面技術(shù)領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。低維納米結(jié)構(gòu)展現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)、電子或光學(xué)等性質(zhì)，正被廣泛應(yīng)用于研制新型柔性/可拉伸電子產(chǎn)器件，以滿足信息傳感、處理和交互的功能應(yīng)用需求。與設(shè)計空間有限的傳統(tǒng)單層結(jié)構(gòu)相比，單片三維（M3D）集成器件為柔性電子器件提供了更大的靈活性和可擴(kuò)展性，從而實(shí)現(xiàn)了高層級集成，以適應(yīng)其特定的設(shè)計目標(biāo)，如皮膚舒適性、微型化和多功能性等。

文章綜述了低維納米結(jié)構(gòu)的材料分類、設(shè)計規(guī)則和應(yīng)用方向，主要包括以下5個方面：

1. 討論了的低維納米結(jié)構(gòu)（如零維、一維和二維等半導(dǎo)體、電極及襯底材料），這些納米結(jié)構(gòu)具有小尺寸、獨(dú)特特性、柔性/彈性適應(yīng)及垂直堆疊能力，對于推動單片三維集成柔性拉伸電子器件的設(shè)計與集成至關(guān)重要。

2. 討論了柔性拉伸電子器件的設(shè)計規(guī)則，強(qiáng)調(diào)了單片三維集成架構(gòu)相對于傳統(tǒng)單層結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢：柔性化、微型化、多功能化和高度集成化等。

3. 概述了應(yīng)用于智能傳感和計算的關(guān)鍵元器件，包括傳感器、晶體管、憶阻器及人工傳感系統(tǒng)，并詳細(xì)討論了器件設(shè)計規(guī)則。

4. 探討了基于低維納米結(jié)構(gòu)的單片三維集成的柔性拉伸感知系統(tǒng)的優(yōu)化方法和存在的技術(shù)挑戰(zhàn)。

5. 展示了單片三維集成柔性可拉伸電子設(shè)備因其超薄設(shè)計、輕巧結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的機(jī)械適應(yīng)性，在醫(yī)療保健、先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)和人機(jī)交互技術(shù)領(lǐng)域的巨大潛力。

該論文深入分析了柔性拉伸電子技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展?jié)摿?，特別側(cè)重于低維納米結(jié)構(gòu)在增強(qiáng)這些技術(shù)的能力和應(yīng)用方面的優(yōu)勢及作用，為柔性電子器件的發(fā)展提供了新的視角，為未來多學(xué)科融合交叉創(chuàng)新技術(shù)鋪平了道路。

論文詳情：Qilin Hua, Guozhen Shen*. Low-dimensional nanostructures for monolithic 3D-integrated flexible and stretchable electronics,Chem. Soc. Rev., 2024, DOI:10.1039/D3CS00918A.

論文鏈接：https://doi.org/10.1039/D3CS00918A

附柔性電子器件與智造研究所及論文作者簡介：

柔性電子器件與智造研究所依托北京理工大學(xué)集成電路與電子學(xué)院、柔性電子校級平臺和損傷器官重構(gòu)與再造重點(diǎn)實(shí)驗室，瞄準(zhǔn)國際科技前沿與國家重大需求，圍繞柔性電子器件與系統(tǒng)，從半導(dǎo)體材料合成、工藝開發(fā)、設(shè)備研制、系統(tǒng)研制等方面開展系統(tǒng)的前沿基礎(chǔ)與應(yīng)用研究。通過微電子、光電子、量子信息、力學(xué)、仿生、醫(yī)療等多學(xué)科領(lǐng)域深度交叉，面向柔性薄膜晶體管與應(yīng)用、柔性光電器件與視覺芯片、柔性感知與智能機(jī)器人、仿生傳感器與健康醫(yī)療、柔性多功能集成系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用等多個方面，努力打造國際一流、獨(dú)具特色的柔性智能電子研發(fā)與智造平臺。研究所目前已經(jīng)形成了由國家杰出青年基金獲得者為帶頭人，國家級青年人才等為骨干的學(xué)術(shù)隊伍。研究所多項科研成果在Nature/Science子刊等國際重要學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表，并多次被Nature子刊、中央電視臺等學(xué)術(shù)與新聞媒體關(guān)注和報道。

化麒麟，北京理工大學(xué)集成電路與電子學(xué)院特別研究員、博士生導(dǎo)師。聚焦柔性微納器件與系統(tǒng)研究，探索智能感知、信息處理、執(zhí)行控制等領(lǐng)域的前沿創(chuàng)新應(yīng)用。在Chem. Soc. Rev.、Nat. Commun.、Nano Lett.等SCI期刊發(fā)表50余篇論文，其中單篇最高被引1130余次，撰寫Elsevier、CRC Press出版學(xué)術(shù)專著3章，授權(quán)/申請國家專利4項；成果入選ESI熱點(diǎn)/高被引論文、中國百篇最具影響國際學(xué)術(shù)論文、首屆國際智博會十大“黑科技”創(chuàng)新產(chǎn)品等。

沈國震，北京理工大學(xué)集成電路與電子學(xué)院特聘教授、博士生導(dǎo)師，柔性電子器件與智造研究所所長，國家杰出青年科學(xué)基金獲得者。長期從事低維半導(dǎo)體材料及相關(guān)柔性電子器件的研究。以第一完成人身份獲北京市科學(xué)技術(shù)二等獎、中國材料研究學(xué)會科學(xué)技術(shù)一等獎等。現(xiàn)任英國皇家化學(xué)會會士、中國材料研究學(xué)會理事。發(fā)表SCI收錄論文300余篇，獲引用超過3萬，H-index為95。