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中試階段/n透明導電薄膜是平臺式材料，是光電產(chǎn)業(yè)上游重要產(chǎn)品。柔性透明導電薄膜可以用于大尺寸柔性觸控，柔性顯示與照明、薄膜太陽能電池，可穿戴設備等戰(zhàn)略性新興柔性光電子產(chǎn)業(yè)，解決陶瓷基透明電極面臨主要成分的資源短缺和固有的脆性等不利因素，在相關(guān)領(lǐng)域取代ITO薄膜及金屬網(wǎng)格。本項目開發(fā)從材料到薄膜加工工藝的全鏈條技術(shù)，開發(fā)一系列面向不同光電器件需求的產(chǎn)品。目前，團隊通過第三方機構(gòu)認證的樣品透過率導電性耐彎折特性處于國際先進水平。目前，正在進行小試階段的研發(fā)工作，高純原料和部分裝備可國產(chǎn)化。

隨著便攜式電子設備的快速發(fā)展，將微型電子設備運用到可穿戴設備或者作為生物植入物的可行性越來越大。用柔性電子器件來替代傳統(tǒng)的硬質(zhì)電子器件的重要性也愈加凸顯，如何解決柔性電子設備的儲能問題，是實現(xiàn)這些可能性的重要因素之一。 本成果設計并制備了一種新型柔性微型超級電容器，其具有制備工藝簡單，成本較低，適用于各種粉末狀電極材料等特點。

本成果設計并制備了一種新型柔性微型超級電容器，其具有制備工藝簡單，成本較低，適用于各種粉末狀電極材料等特點。

未經(jīng)處理的PEDOT：PSS聚合物在成膜后反復彎曲不到十次循環(huán)就會出現(xiàn)明顯裂紋，完全無法滿足柔性熱電器件的要求。改善PEDOT：PSS薄膜的機械柔性成為首要任務。李其鍇在閱讀大量的文獻后，提出加入離子液體增加導電高分子鏈間相互作用力，形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)機械性能的改善目的。在試驗過程中嘗試過多種離子液體，最終選定了表現(xiàn)較優(yōu)的LiTFSI。實驗結(jié)果出乎意料，新型的柔性有機熱電薄膜10000次循環(huán)后仍保持穩(wěn)定的電性能。此外，該LiTFSI/PEDOT:PSS復合柔性有機熱電薄膜的電學性能較未處理的PEDOT：PSS薄膜提高了近2個數(shù)量級，其功率因子達到75μW·m-1K-2,拉伸應變達到了20%以上。? 目前，發(fā)展兼具力學柔性和熱電性能的柔性熱電薄膜材料與器件已經(jīng)是劉瑋書團隊的重要發(fā)展方向。劉瑋書團隊相關(guān)研究成果已經(jīng)提交專利申請，并會被應用到新型的電子皮膚的溫覺仿真中。

隨著便攜式電子設備的快速發(fā)展，將微型電子設備運用到可穿戴設備或者作為生物植入物的可行性越來越大。用柔性電子器件來替代傳統(tǒng)的硬質(zhì)電子器件的重要性也愈加凸顯，如何解決柔性電子設備的儲能問題，是實現(xiàn)這些可能性的重要因素之一。 本成果設計并制備了一種新型柔性微型超級電容器，其具有制備工藝簡單，成本較低，適用于各種粉末狀電極材料等特點。

有機電致發(fā)光器件（OLED）具有對比度高、厚度薄、視角廣、反應速度快、使用溫度范圍廣、構(gòu)造簡單并可用于撓曲性面板等優(yōu)異特性，被認為是新一代的 顯示技術(shù)，在智能手機及各類未來智能終端領(lǐng)域應用潛力巨大。柔性OLED是實現(xiàn)曲面顯示，乃至未來柔性顯示的基礎(chǔ)。由于金屬和玻璃封裝都不適合柔性器件的封裝，薄膜封裝技術(shù)的突破是柔性OLED產(chǎn)業(yè)化進程推進的關(guān)鍵，也是柔性OLED發(fā)展的主要課題之一。在聚合物基板和OLED上采用多層薄膜包覆密封（也稱之為Barix技術(shù)：基于真空鍍膜工藝制備的有機-無機交替多層膜結(jié)構(gòu)），不僅具有低成本、更輕、更薄的優(yōu)點，而且可以延長OLED器件的壽命。適用于柔性OLED封裝技術(shù)的工藝路線如圖1所示。本項目開發(fā)的封裝材料適用于此工藝路線中的聚合物多層薄膜封裝。

硅芯片是當代信息技術(shù)的核心，當前正向“深度摩爾”（More Moore）和“超越摩爾”（More than Moore）兩個方向發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)（IoT）應用是“超越摩爾”技術(shù)路線中相當重要的一環(huán)，需要數(shù)量巨大的集成電路芯片來分析處理來自外部傳感器件的海量信號。目前，大多數(shù)傳感信號采集器件和信號處理單元均為分離設計，將在整體上產(chǎn)生更大功耗并占據(jù)更大的空間。由此，復旦大學材料科學系教授梅永豐課題組提出了將信號檢測和分析功能集成于同一個芯片器件中的全新概念。作為演示，研究團隊將單晶硅薄膜柔性光電晶體管與智能薄膜材料相結(jié)合和組裝，構(gòu)造了對不同環(huán)境變量進行檢測和分析的柔性硅芯片傳感器及其系統(tǒng)。這一思路不僅具有優(yōu)異的可擴展性，還可與當前集成電路先進制造工藝相兼容。5月2日，相關(guān)研究結(jié)果以《面向智能數(shù)字灰塵的硅納米薄膜光電晶體管多功能集成傳感器研究》（“Silicon Nanomembrane Phototransistor Flipped with Multifunctional Sensors towards Smart Digital Dust”）為題發(fā)表在《科學進展》（Science Advances）上。研究團隊從器件的傳感機理入手，利用柔性薄膜組裝集成芯片傳感器，實現(xiàn)了多種環(huán)境參數(shù)探測功能的集成。圖1：(A) 器件主要功能層示意圖；(B) 貼附于曲面上的柔性傳感器件陣列；(C) 智能傳感器件功能區(qū)的光學顯微照片；(D)用于濕度傳感的集成系統(tǒng)構(gòu)造圖；(E) 氫氣通入前后參比器件與檢測器件的電流變化，紅色為參比電流，藍色為檢測電流。智能材料在環(huán)境刺激中可以發(fā)生折射率、顏色、晶體結(jié)構(gòu)等方面的光學性質(zhì)變化，但一般需要光譜設備或比色卡才能進行比對。而翻轉(zhuǎn)的硅薄膜光電晶體管由于沒有柵極金屬阻擋功能區(qū)域的光信號吸收，可以更容易獲得高靈敏的傳感特性。利用這一點，研究團隊將多種智能薄膜材料貼合在器件功能區(qū)，智能材料內(nèi)部物理性質(zhì)變化引起了微小光學性能改變，從而表現(xiàn)在輸出的光電流上，因此可以在同一個芯片上實現(xiàn)對多種不同信號的同時檢測。圖1A展示了傳感器件典型的功能層結(jié)構(gòu)，頂層的智能薄膜材料對環(huán)境刺激發(fā)生響應，進而改變下方硅單晶薄膜光電晶體管的輸出信號。具有2微米厚的熱氧化二氧化硅層則作為光電晶體管的封裝，對下方器件進行保護。硅薄膜光電晶體管完全由晶圓級先進集成電路工藝方法制備而成，結(jié)合了傳統(tǒng)硅基光電子器件的高性能和硅納米薄膜超薄厚度下的優(yōu)良柔性。圖1B是貼附于半徑僅為2毫米直徑玻璃管上的柔性器件陣列，表現(xiàn)出良好的彎曲性能。圖1C是單個器件功能區(qū)域的特寫，在藍色虛框部分集成不同智能材料即可實現(xiàn)對不同環(huán)境信號的檢測。圖1D是具有完備傳感與數(shù)據(jù)處理功能的柔性系統(tǒng)合成圖，包括傳感與參比器件、邏輯與存儲單元、信號放大器和電源。研究團隊利用該系統(tǒng)實現(xiàn)了對環(huán)境中濕度的實時、快速檢測，演示的信號為依次減小的三個濕度脈沖。整個過程中直接對環(huán)境變化做出響應的信號，即參比器件與傳感器件輸出電流隨時間的變化如圖1E中所示。當環(huán)境發(fā)生變化（如圖所示通入氫氣），傳感器件的輸出電流大幅增加，而參比電流保持平穩(wěn)，再利用差分電路處理，即可給出所檢測的環(huán)境參數(shù)的值。研究團隊開發(fā)了將智能材料與光電傳感結(jié)合的新穎傳感機制，并將傳感模塊與后續(xù)信號處理等模塊集成在一起，展示了其在氣體濃度、濕度、溫度等多種環(huán)境參數(shù)檢測方面的能力，已經(jīng)初步具備了未來的“智能數(shù)字灰塵”的雛形。該策略也可以應用于其他的數(shù)字傳感系統(tǒng)，在后摩爾時代中將具有巨大的應用潛力。論文主要由李恭謹博士，博士研究生馬喆和尤淳瑜合作完成，并獲得韓國延世大學Taeyoon Lee教授和中科院微系統(tǒng)所狄增峰研究員的合作支持。該工作得到國家自然科學基金委、上海市科委、復旦大學和專用集成電路與系統(tǒng)國家重點實驗室等大力支持。

（ (A) 器件主要功能層示意圖；(B) 貼附于曲面上的柔性傳感器件陣列；(C) 智能傳感器件功能區(qū)的光學顯微照片；(D)用于濕度傳感的集成系統(tǒng)構(gòu)造圖；(E) 氫氣通入前后參比器件與檢測器件的電流變化，紅色為參比電流，藍色為檢測電流 ）

一種多層柔性薄膜的剝離裝置，剝離裝置的剝離刀為橫截面為 圓角多邊形的柱狀結(jié)構(gòu)，具有多個不同彎曲半徑和彎曲角度的圓弧剝 離面，使用時可根據(jù)不同的薄膜選擇不同剝離面進行剝離加工，無須更換剝離刀，大大提高了剝離刀的適用范圍，并進一步運用剝離刀的 幾何參數(shù)與剝離效果的關(guān)系理論，設計優(yōu)化得到最優(yōu)的剝離刀結(jié)構(gòu)， 得到最佳的剝離質(zhì)量和剝離效率，剝離裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，在 大面積柔性器件的封裝領(lǐng)域具有廣闊應用前景。