2020年6月7日，习致信恭喜哈工大建校100周年，为校园新百年开展指明晰前进方向，供给了底子遵从。在收到习贺信行将五周年之际，哈尔滨工业大学深圳校区官微连续推出“这五年”系列报导，展示校区五年来的开展变化及校区师生发奋作为、寻求杰出的生动实践。今日，让我们的视点来看陈祖煌教授、魏军教授团队在高功能柔性电子器材开发范畴取得重要研讨开展的报导——
近来，深圳校区前沿学部资料科学与工程学院陈祖煌教授、魏军教授团队在压电单晶薄膜范畴取得重要开展，研讨成果以《根据自支撑铁电氧化物薄膜的超高功率密度柔性压电能量收集器》（Ultrahigh-power-density flexible piezoelectric energy harvester based on freestanding ferroelectric oxide thin films）为题发表于《天然通讯》（Nature Communications）。该研讨为高功能柔性电子器材的开发供给了重要技能范式，为铁电单晶薄膜在可穿戴动力范畴开展的新思路。
作为钙钛矿铁电资料的典型代表，锆钛酸铅（PbZr0.52Ti0.48O3）凭仗其杰出的铁电与压电特性，已成为工业运用最广泛的压电资料体系。但是，该资料本征的刚性特征与其在柔性电子器材运用需求之间的对立一直未能有用处理。未处理这一问题，研讨者常常将其与柔性有机资料构成纳米片等柔性复合资料、运用柔性基备多晶薄膜或许机械剥离单晶块体取得柔性薄膜。但是，复合资料和受衬底应力束缚的多晶薄膜会极大程度地丢失压电功能，而机械剥离工艺不只制备难度大，且取得的膜层厚度较厚，使得其尽管某些特定的程度上取得了柔韧性，但在柔性电子的运用方面严峻受限。
针对以上问题，团队运用晶体取向调控和水刻蚀献身层技能免除衬底应力，在（111）取向的自支撑锆钛酸铅（PbZr0.52Ti0.48O3）单晶薄膜中取得了585皮米每伏（pm/V）的高压电系数，并经过畴壁动力学剖析和同步辐射、高分辩透射电镜等技能提醒了自支撑薄膜中高压电性的物理机制。此外，运用兼备高压电性和高柔性的（111）取向的自支撑锆钛酸铅（PbZr0.52Ti0.48O3）单晶薄膜制备的柔性压电能量收集器能够在超越3.4%的大应变下完结输出，经60000次的循环后坚持输出安稳，其输出电压可达12伏特（V），输出功率密度到达创纪录的63.5毫瓦每立方厘米（mW/cm³）。收集到的电能经整流存储后，能够直接用于商用电子设备供电，标志着自支撑单晶薄膜技能向实用化迈出要害一步。
团队打破传统铁电薄膜因基底束缚导致压电功能明显衰减的技能瓶颈，经过晶体取向精准调控与水溶性献身层工艺协同立异，成功制备出兼具高压电特性与优异柔性的自支撑锆钛酸铅（PbZr0.52Ti0.48O3）单晶薄膜，根据该资料构建的柔性压电能量收集器展示出超高输出功率密度，其压电功能已迫临块体单晶理论值。该研讨不只为开发高功能自支撑单晶压电/铁电薄膜供给了新的战略，还经过原型器材验证了此类资料在柔性可穿戴设备、智能传感体系等新范畴宽广的运用远景和巨大的产业化潜力。
哈工大深圳校区为论文榜首完结单位，哈工大深圳校区博士研讨生任忠琪、北京科技大学邓世清教授、哈工大深圳校区硕士研讨生邵俊达为论文一起榜首作者。魏军教授和陈祖煌教授为论文通讯作者。
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