当今，微纳米电子器件正从单一功能向具有多功能的集成系统发展。将纳米电子器件和能量收集与存储器件组装在一起的平面集成系统，可实现纳米电子器件的自身供电，该方法有望实现可持续、多功能、无线、无须外部电池供能的功能系统。

如何实现集成系统的微型化与轻质化，制作过程的低成本、规模化和安全无毒，仍然是该领域的热点课题。

近日，美国化学学会旗下著名期刊《美国化学学会》在线发表了华中科技大学材料物理研究所高义华教授团队的最新研究成果：《一个包含微型超级电容器，光电探测器和无线充电线圈的柔性集成系统》。物理学院博士生岳阳为第一作者，高义华教授为通讯作者，刘逆霜副教授为共同通讯作者。 

考虑到光刻技术工艺复杂，并且需使用有毒化学药品，该团队开发了一种巧妙的喷墨打印辅助方法，将高性能的超级电容器、钙钛矿光电探测器和无线充电线圈集成在柔性薄膜基底上，实现了可无线充电的集成光探测系统。该方法避免了光刻技术的高成本、低效率、过程有毒等缺点，为全柔性多功能一体化微纳集成系统的制作提供了一种新思路。

研究表明：由于采用了导电聚合物和金属氧化物的复合结构，叉指状非对称超级电容器实现了高的电容性能。在1.6V的工作电压窗口下，典型的能量密度和功率密度范围分别为15-20 mWh cm-3和0.3-2.5 W cm-3。该性能优于常用的锂薄膜电池。该一体化的复合探测系统得到1054的电流开关比，与外接驱动电源得到的结果一致。

文章链接：

Yang Yue, et al, "A Flexible Integrated System Containing a Microsupercapacitor, a Photodetector, and a Wireless Charging Coil," ACS Nano, Article ASAP, DOI: 10.1021/acsnano.6b06326

高义华教授简介：

华中科技大学物理学院教授，博士生导师，Email：gaoyihua@hust.edu.cn

个人主页：点击此处进入

研究方向：纳米材料与器件的能量转换、存储与探测研究，新型LED研究；光力传感研究；能源转换与存储研究。

高义华在光探测与光发射、电能存储与光电转换、电力转换等方面取得了一系列突出研究成果，发现并证实了赝负光电导效应；解决了ZnO材料的p型掺杂困难、电致发光波峰红移困难和直接发射白光困难的问题，研制成功p型的Sb掺杂ZnO纳米阵列，突破现有GaN芯片需荧光粉调节的白光发射技术，成功得到了直接发射无紫外成分的暖白光LED;研制了多种高性能超级电容器，这些器件成功地驱动商用小型液晶屏、LED、马达和玩具电动车等;融合热动平衡、力平衡和电平衡等基本物理原理和概念，发现了一种反常大膨胀效应，实验指出电流和电子束均可成为输运纳级物质的驱动力，为新型微纳机电系统的研制提供物理原理基础。

（本文信息来源：华中科技大学新闻网；）

如若转载，请注明e科网。

如果你有好文章想发表or科研成果想展示推广，可以联系我们或免费注册拥有自己的主页