Nature Electronics | 柔性电子微小化时高性能？北京大学“交联陷阱”策略攻克瓶颈

Nature Electronics | 柔性电子如何在微小化时保持高性能？北京大学团队用“交联陷阱”策略攻克关键瓶颈

基于北京大学郑雨晴团队在《自然·电子学》发表的突破性研究，开发了CATCH（交联辅助陷阱生成）策略，成功解决了柔性电子器件微型化的核心瓶颈。

传统可拉伸电子器件在缩小尺寸时面临致命难题：弹性体电介质厚度减薄至100纳米以下极易被电压击穿，击穿强度仅为100-300 kV/mm⁻¹，远低于刚性无机材料。研究团队创新性地采用两臂、三臂和四臂硫醇分子与丁腈橡胶混合，通过硫醇-烯点击化学反应构建三维交联网络，并在材料中引入深达0.38 eV的化学陷阱，有效捕获高速电子、抑制碰撞电离。

实验数据显示，在84纳米厚度下，CATCH电介质的击穿强度飙升至589 kV/mm⁻¹，媲美金属氧化物，泄漏电流密度比原始材料低两个数量级。基于此技术的可拉伸晶体管操作电压降至3伏以下，电荷存储单元占用面积缩小123倍，并在6.78 MHz高频下成功实现无线肌肉电刺激。该技术为电子皮肤、植入式医疗设备的高频化与微型化提供了关键材料基石，有望重塑柔性电子产业格局。