撓曲電效應描述了應變梯度與極化（正撓曲電）以及電場梯度與應力（逆撓曲電）之間的力電耦合作用。由于應變梯度本身可以打破材料的中心對稱性，撓曲電效應理論上可以存在于包括中心對稱的絕大部分介電材料中。同時，撓曲電效應具有顯著的尺寸依賴性，小尺寸材料中更易產生大的應變梯度場。相比傳統(tǒng)壓電效應只存在于非中心對稱材料且不具有尺寸依賴性的特點，撓曲電效應在后摩爾時代的多功能、高集成度的新型器件中將扮演更加重要的角色。

如何誘導可控的大應變梯度，是撓曲電效應研究中的一個關鍵挑戰(zhàn)。相比于傳統(tǒng)體材料，新興的二維范德華材料可以承受更大的形變，研究撓曲電效應對其光電性能的影響，可以為實現高性能微納光電探測器提供一種新的調控手段。

研究團隊表示，通過擬合彎曲異質結的高度曲線可以證明利用直徑為數百納米的ZnO納米線可以在二維材料中產生高達1 μm^?1量級的應變梯度場，比傳統(tǒng)三維柔性器件高出約3個數量級，開爾文探針力顯微鏡（KPFM）表面勢測量結果表明強應變梯度場顯著改變了異質結區(qū)域的能帶結構。

圖｜彎曲α-In₂Se₃/β-InSe異質結的曲率及表面勢表征

相應的光電性能測試表明，相比平直異質結，平均曲率為0.9 μm^?1 的彎曲異質結的開路電壓和零偏壓響應度分別提高了2.48倍和7.62倍。證明了撓曲電效應可以有效提升二維異質結的光電探測性能，撓曲電效應可為高性能微納光電探測器的研制提供一種新的調控手段。

圖｜光電性能與應變梯度之間的關系

相關研究成果以“Flexoelectricity-Enhanced Self-Powered Photodetection in 2D van der Waals Heterojunctions With Large Curvatures”為題發(fā)表在國際權威期刊《Advanced Functional Materials》（IF:19，Nature Index期刊）上。深圳技術大學副研究員齊魯為第一作者，深圳技術大學阮雙琛教授與深圳大學曾昱嘉教授為共同通訊作者。該項研究得到了國家自然科學基金、廣東省基礎與應用基礎研究基金和深圳市科技計劃等項目支持。