近日，我院于秋红博士在国际知名学术期刊《自然•通讯》(Nature Communications) （中科院一区TOP期刊，IF= 16.6）上发表题为《Dual-modal piezotronictransistor for highly sensitive vertical force sensing and lateral strain sensing》的研究论文，于秋红和西安电子科技大学葛瑞博士为共同第一作者，兰州大学秦勇教授、刘书海副教授为通讯作者。

力学传感器在电子皮肤、人机交互等领域发挥着不可或缺的作用，其主要分为探测竖直力和探测横向应变的两种传感类型。目前，在单一传感器上实现这两种工作模式仍然非常困难。该研究将压电微米线与具有微突起结构的柔性聚合物相结合制备压电电子学晶体管，并分别对压电微米线的横向应变传感和竖直力传感两种工作模式进行了研究。实验表明，对于竖直力传感模式，双模式压电电子学晶体管（dual-modal piezotronictransistor，简称DPT）的灵敏度可达221.5 N−1，最小可识别力低至21 mN，对应的压强灵敏度(pressure sensitivity)高达1.759 eV/MPa，是以往报道的压电电子学晶体管的16.5倍。另一方面，由于DPT本身具有横向结构，可以应用于横向应变传感，其可以响应较大的压缩应变(~5.8%)，电流开关比达386.57，应变灵敏度因子(gauge factor)可达8988.6，显示出较高的灵敏度。该研究成功设计了具有竖直力传感和横向应变传感两种工作模式的DPT力学传感器，同时实现了压电电子学器件的功能扩展和性能提升，为压电电子学器件的发展和应用提供了更多可能，也为先进压电半导体材料的应用性设计提供了新的思路。

该研究受到国家自然科学基金和科技部国家重点研发计划等项目资助。

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-023-41983-3

（通讯员/张逍博）