电子“皮肤”让夜视眼镜更轻便

美国麻省理工学院团队开发了一种新技术，能够生长并剥离电子材料的超薄“皮肤”。这项技术有望推动新型电子设备的发展，如制造轻量级夜视眼镜、超薄可穿戴传感器、柔性晶体管、计算元件以及高灵敏度和紧凑型成像设备。该研究成果已发表在最新一期《自然》杂志上。

研究团队以热释电材料为例进行了演示。热释电材料是一种对温度变化敏感的材料，能产生电流。这种材料越薄，其对细微温度变化的感知能力就越强。利用新方法，团队制造出了厚度仅为10纳米的热释电薄膜，并证明该薄膜对远红外光谱中的热量和辐射具有高度敏感性。

团队发现，一种名为PMN-PT的热释电材料可以直接在单晶基底上生长并轻松剥离，无需中间层辅助。这是因为铅原子在热释电薄膜的化学结构中有序排列，具有较大的电子亲和力，阻止了载流子与其他材料连接，从而使得整个材料可以完好无损地剥离。

基于此发现，团队制作了一个由100个超薄热敏像素组成的阵列，每个像素面积约为60平方微米。这些像素对远红外光谱的变化高度敏感，其性能甚至超越了现有的夜视设备。这表明，这种超薄热释电薄膜可以集成到小型、轻便的设备中，满足不同红外波段的各种应用需求，例如提高自动驾驶汽车在低可见度条件下的视觉能力，或作为气体传感器进行实时环境污染监测等。

除了热传感应用，这种薄膜还可用于环境与生物传感，以及天体物理现象的成像。