納米技術(shù)的快速發(fā)展為現(xiàn)代微電子工藝和技術(shù)提供了新的活力，微納米電子器件正從單一功能的獨(dú)立部件向著具有多功能納米集成組件發(fā)展。將各種納米電子器件與能量轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)器件組裝在一起，實(shí)現(xiàn)自身供電的芯片集成系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的微型化與輕質(zhì)化，并有望實(shí)現(xiàn)多功能、可持續(xù)、無(wú)線、無(wú)需外部電池供能的自驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 

最近，中科院半導(dǎo)體所超晶格國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室沈國(guó)震研究員率領(lǐng)的研究小組，巧妙的利用微加工工藝，將石墨烯基微型柔性超級(jí)電容器與半導(dǎo)體納米線光電探測(cè)器件在片內(nèi)集成，實(shí)現(xiàn)了全柔性自供電光電探測(cè)系統(tǒng)。該研究首先采用光刻工藝在柔性薄膜基底上制備出叉指狀石墨烯微型超級(jí)電容器，然后通過(guò)對(duì)微型電容器的電極結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡(jiǎn)單巧妙的改進(jìn)，將具有可見(jiàn)光探測(cè)功能的硫化鎘納米線集成在石墨烯微型柔性超級(jí)電容器上，得到了無(wú)需外加電源持續(xù)供電的集成自驅(qū)動(dòng)光探系統(tǒng)。此微型電容器獲得了的896.77 μF/cm²面積比電容值和8.01 F/cm³體積比電容值，在0.782 W/cm³的功率密度下可獲得0.621 mWh/cm³的最大能量密度。在微型超級(jí)電容器提供的電壓驅(qū)動(dòng)下，硫化鎘光探測(cè)器件可以得到34.50的電流開(kāi)關(guān)比，光響應(yīng)能力和恢復(fù)能力與外接驅(qū)動(dòng)電源得到的結(jié)果一致。此外，驅(qū)動(dòng)電壓的大小也可通過(guò)調(diào)整微型電容器的集成規(guī)模進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)成倍增加的光響應(yīng)性能。 

　　該項(xiàng)工作為全柔性多功能一體化微納系統(tǒng)提供了一個(gè)新的思路。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的研究和改進(jìn)，耦合合適的光電轉(zhuǎn)換器件，這種自供電系統(tǒng)有望實(shí)現(xiàn)高度的集成性和便攜性。該項(xiàng)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目支持。研究成果發(fā)表在Nano Energy (2015, 13, 131-139)期刊上。全文鏈接如下：http://dx.doi.org/10.1016/j.nanoen.2015.02.027. 

　　 

　　圖1. 柔性石墨烯基微星超級(jí)電容器及自供電光電探測(cè)系統(tǒng)。