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(jì)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(jì)、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(jì)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(jì)目標(biāo)，如皮膚舒適性、微型化和多功能性等。

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文章綜述了低維納米結(jié)構(gòu)的材料分類、設(shè)計(jì)規(guī)則和應(yīng)用方向，主要包括以下5個(gè)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(jì)與集成至關(guān)重要。

2. 討論了柔性拉伸電子器件的設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)、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。

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