空军工程大学学报

作者：高睿怡1,刘琛2,王瑞勃2,张玉明2,杨晓阔1,靳晨星3,孙佳3

单位：1.空军工程大学基础部,西安,710051;2.西安电子科技大学集成电路学部宽禁带半导体器件与集成技术国家重点实验室,西安,710071;3.中南大学物理学院超微结构与超快过程湖南省重点实验室,长沙,410083\

关键词：离子凝胶;弯曲应力效应;柔性电子

基金：国家自然科学基金(92164202);陕西省自然科学基础研究计划(2024JC-YBQN-0622);西安电子科技大学学科交叉拓展特支计划-前沿基础专项(TZJH2024023)

随着可穿戴设备对柔性电子设备需求的不断增加,离子凝胶材料因其柔性和导电性而备受瞩目。基于离子凝胶基金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET),通过凹形与凸形模具模拟拉伸和压缩弯曲应变,结合电学测试与COMSOL多物理场仿真,系统揭示了弯曲应力对器件性能的调控机制。结果表明,当弯曲半径达到28.5 mm 时,器件开关比从2 658降至2 215,饱和载流子迁移率由16.1 cm2/(V·s)下降至8.6 cm2/(V·s),降幅达53%,回滞窗口扩展9.3%。结合仿真结果显示,当米塞斯应力超过100 MPa时,弯曲应力不仅影响开关电流比、载流子迁移率与回滞窗口,还会通过界面陷阱态和能带调制导致阈值电压正向漂移,并且拉伸应变较压缩应变对器件性能的影响更为显著。这些发现为离子凝胶基柔性可穿戴电子设备及相关智能传感器的设计提供了重要的技术储备。

来源：2025年第6期

《空军工程大学学报》期刊编辑部

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