近日，我院GaN-X Lab课题组在柔性自供电光电探测器领域取得进展，相关研究成果以“Gradual mechanical deformation discernible devices based on flexible self-powered Ill-nitride pin photoelectrochemical piezo-phototronics”为题，发表于国际知学术期刊Materials Today Advances。该研究利用电化学选择性刻蚀工艺成功制备柔性自供电光电化学型探测器，并创新性的利用压电光电子学效应调控p-i-n量子阱结构内部的量子限制斯塔克效应，显著提升了机械应力对器件光电响应的调控能力，为下一代智能柔性光电器件的开发提供了新思路。
传统GaN基光电探测器通常依赖外部电源，且刚性衬底限制了其在可穿戴设备、柔性电子等领域的应用。为解决这一问题，团队提出利用电化学选择性刻蚀工艺，成功从蓝宝石衬底剥离柔性p-i-n结构InGaN/GaN薄膜，并结合准固态电解质（磷酸缓冲盐溶液和聚乙烯醇），制备出可实现自供电响应，具有高响应度的p-i-n结构柔性光电探测器。
图1 柔性p-i-n自供电光电化学型探测器制备流程
同时，研究团队进一步引入压电光电子学效应，通过外部应力调控p-i-n量子阱内部的量子限制斯塔克效应，使得器件在机械变形条件下仍能保持高效的光电响应。实验表明，该器件的响应度可有效受到外部机械应力的调控，展现出良好的渐变应力可识别的操作能力，为柔性光电传感器的动态适应性提供了新方案。
图2 柔性p-i-n 光电探测器应用和结构示意图
图3 外部应力下InGaN/GaN量子阱能带图
该项研究不仅为自供电柔性光电器件的设计提供了新方法，还在人机交互、智能传感、可穿戴设备等领域具有重要应用潜力。未来，结合更精细的器件结构设计和集成封装，此类器件有望实现更高灵敏度和环境适应性，进一步推动柔性光电子学的发展。
本研究得到了国家重点研发计划项目和国家自然科学基金的资助。我院教师薛俊俊为该论文第一作者，我院硕士研究生陶新雅在该研究工作中做出突出贡献，通讯作者为我院教师汪金和智婷以及南京大学陈敦军教授和苏州国家实验室黄增立副研究员。我院为论文第一通讯单位。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.mtadv.2025.100590
（撰稿：陶新雅，薛俊俊 编辑：徐伟 审核：李炳祥 ）
