麻豆tv

聚合物基柔性介电材料的界面电荷与极化行为是驻极体、静电驱动器、摩擦能量收集器、触觉传感器及电荷辅助粘附等软电子技术的核心基础。传统聚合物驻极体虽能长期保持电荷，但通常依赖高压电晕充电等高电压极化工艺，且难以应用于大面积器件或集成于机械上脆弱的软组件中。铁电材料虽能产生更强的极化，但往往依赖于刚性陶瓷材料，牺牲了机械柔顺性。这些限制促使研究者开发能保持软材料优势的替代极化策略。光作为一种无需电气布线、可空间局域化、并可快速开关的激励方式，为极化调控提供了极具吸引力的途径。然而，其核心障碍在于电荷保留：在多数聚合物体系中，光生载流子快速复合或表面屏蔽，导致光照撤去后诱导电势迅速衰减。在聚合物-无机复合体系中，半导体填料可在光照下产生光生载流子，但长期保留的极化需要足够浓度的陷阱态来稳定这些载流子，因此光写入状态的保留行为强烈依赖于异质界面的陷阱密度、陷阱深度和电荷泄漏路径。缺陷工程为稳定光写入电荷提供了一条可行途径，因为缺陷可在带隙中引入电子态来捕获载流子并抑制复合。在氧化物半导体中，氧空位相关缺陷是最常见且可调的陷阱态来源之一，其浓度可通过热处理有效调控。

针对上述问题，麻豆tv 蓝色能源研究团队联合新加坡南洋理工大学等单位，在软电介质界面极化调控方面取得进展。研究团队提出了一种基于缺陷工程的光写入极化策略，通过调控氧化物材料中的缺陷态，实现了无需高压极化即可获得具有保持能力的光诱导极化状态。研究团队采用放电等离子烧结技术调控FeTiO₃纳米颗粒中的氧空位缺陷，并将其引入PDMS柔性聚合物中，构建了具有丰富电荷俘获位点的复合材料。研究表明，光照能够促进界面电荷转移，而缺陷态则有助于俘获部分光生载流子，使材料在撤去光照后仍保持一定的极化状态。结合理论计算及多种材料表征，研究进一步分析了氧空位缺陷在稳定电荷和维持极化中的作用，并利用表面电势测试验证了光写入及保持性质。

该成果以"Light-written nonvolatile polarization via defect engineered charge trapping"为题，发表于国际顶级学术期刊《Advanced Materials》（IF=29.1）。麻豆tv 为论文第一通讯单位。

论文作者：刘博勋（博）、黎家余（博）、曾惠中、王新春（硕）、江珈惠（硕）、于阳韬（博）、胡小龙（博）、赵世原（博）、万玲玉（通讯作者）、刘官林（通讯作者）、李亚辉（通讯作者）。

论文链接：//advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.73970