纳微快报

文章介绍了FGFET的基本结构、工作原理以及评估参数，重点探讨了FGFET的材料选择和器件图案化技术，为构建高性能器件提供了指导策略。聚焦FGFET在可穿戴和植入式生物传感中的应用，重点分析了实现高性能柔性生物传感器的关键技术环节。文章最后展望了该领域未来的发展趋势。本文重点在该领域的关键技术、发展机遇、趋势及挑战进行分析讨论。希望这些讨论能为未来在高性能GFET及其柔性生物医学传感应用方面的研究提供有益的参考。

碳材料修饰活性物质可以有效地提升材料的电子电导率。基于目前最新改性研究进展，碳材料修饰改性策略可以分为两类：(1) 碳包覆；(2) 碳复合材料调控。NVP表面的导电碳涂层不仅可以提高电子导电性，还可以减少NVP与电解质之间的副反应，从而提高NVP的电化学性能(图2)。由于碳纳米管、石墨烯、碳点等碳基材料具有独特的结构和高导电性，其与NVP复合可构建高性能的NVP/C复合材料，如图3所示。

首先详细介绍了材料合成技术和包括器件结构、介电和接触工程以及材料转移在内的晶体管制造工艺。然后讨论了典型芯片领域的二维晶体管应用现状，包括数字和模拟电路、异构集成芯片和传感电路。此外，还介绍了基于特定机制器件的几种有前景的新兴应用方向(人工智能芯片和量子芯片)。最后，分析了二维材料在实现电路级或系统级应用时遇到的挑战，并进一步推测和展望了潜在的发展路线。

在低的工艺设备要求下，获得了具有超低方块电阻(0.18 Ω/□)、高的透过率(85.8% @ 550 nm)和超高的品质因数(> 13000)的金属网格薄膜。同时，这种铜网格薄膜还具有优异的拉伸性和机械稳定性。在1000次弯曲循环后，其电阻仅增加1.3%。作为可拉伸电热薄膜(ε > 30%)，其在1.00 V的电压下，60秒内薄膜的温度可达到110 ℃以上。此外，在厚度为2.5 μm时，该薄膜对X波段电磁波的平均电磁屏蔽效能达到40.4 dB。本工作为柔性透明电磁屏蔽和柔性加热薄膜研究提供了一种有前景的选择。

极化损耗和电导损耗是石墨烯吸波材料的基本介电衰减机制，但在揭示影响石墨烯自身的损耗机制方面尚未完全了解。哈工大黄小萧等首次研制了具有可调节吸收性能的还原氧化石墨烯(RGO)吸收剂，其吸收机理主要来源于痕量金属铁纳米片在石墨烯上的载流子注入行为。

本文综述了近年来可穿戴热管理材料和创新策略的研究进展，并讨论了构成每种策略的每种材料/设备的优势和局限性，然后总结了热调节可穿戴技术的未来前景和挑战，以便为未来的热调节可穿戴行业的发展提供思路。

南京大学姚亚刚教授课题组通过对具有氢键和π-π相互作用的石墨烯纳米片/芳纶纳米纤维(GNS/ANF)复合水凝胶网络进行平面内拉伸，抑制了石墨烯纳米片在干燥过程中由于毛细作用力导致的向内收缩，消除了石墨烯纳米片的褶皱并使之在平面内高度取向排列，从而产生了快速的面内热传递通道。

本文开发了一种新型高通量合成技术，通过协同光效应合成激光诱导的多孔石墨烯，并用于电磁屏蔽。

北京大学白树林教授课题组提出了在膨胀流辅助下构建各向异性填料在复合材料中的垂直取向结构(使用片状BN作为概念验证)，该方法具有通用、可大规模生产的特点。BN在硅胶中的取向在厚度方向沿曲线分布，包括在中心区域的垂直取向和条带表面的水平取向。由于BN在条带中心区域的垂直取向，获得了高达5.65 W/(m·K)的面外热导率，通过添加沥青基碳纤维复合材料热导率可以进一步提高到6.54 W/(m·K)。

微球中丰富的2D/2D/0D/0D插层异质结提供了高密度的极化电荷，同时产生了丰富的极化位点。通过调整石墨烯和MXene在前驱体中的比例，结构单元中二维材料的插层周期可以被精确地设计，这可促进可调节的界面电荷积累行为和极化特性。并通过CST建立不同插层模型验证了插层调控对于界面极化损耗的增强。在5wt%的低填充物负载下，极化损耗率超过70%，最小反射损耗可以达到-67.4dB。

伊斯坦堡大学Ali Zarrabi等讨论了与自修复石墨烯和MXene基复合材料的相关应用和性能的最新进展，重点侧重于关键挑战和未来前景。

利用oMLD技术对微结构进行可控地剪裁，可以灵活地调整其电磁特性，实现选频微波吸收，最佳反射损耗达到-58 dB。通过对仿生态纳米结构的深入洞察，直观地揭示了电磁响应的材料基础。

自从几十年前石墨烯被发现以来，越来越多的二维材料由于其独特的化学、物理和机械性能，在能量存储方面获得了巨大的关注。二维材料作为一类超薄层状结构纳米材料，具有超高比表面积、大量暴露的活性位点、优异的机械强度，柔韧性以及导电性，已被广泛使用，通过多种策略实现锌离子电池先进负极的制备。

天津大学封伟教授团队使用乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为交联增强剂，聚2-[[(丁胺基)羰基]氧基]乙酯(PBA)作为软段，通过优化分子间的高密度氢键相互作用和分子间的强交联的比例，合成了一种具有高黏附力和快速完全自愈合的聚合物材料(PBA–PDMS)。然后，基于力-热耦合设计思想，以褶皱石墨烯(FGf)为导热填料，在真空条件下采用物理浸渍法得到了兼具高回弹、高导热、强界面黏附性、快速自愈合的导热复合材料(PBA–PDMS/FGf)。此外，PBA分子间氢键可在材料损伤处实现分子链段的重组，抑制和愈合材料的裂纹和分层，实现导热通道和碳骨架的重新构建。因此，室温下放置2 h，PBA–PDMS/FGf复合材料的导热性能和机械性能可恢复到初始状态。基于实验表征，诠释了复合材料结构损伤和导热性能损伤修复的机理，并在机械手传热验证了这一导热自愈合性能。

本文结合机械定向和表面改性策略，构建了一个三层结构的热界面材料（TIM），主要包括中间的垂直排列的石墨烯和上下表面的微米厚的液态金属作为帽层。基于中间层合理的石墨烯取向调节，所得到的基于石墨烯的TIM表现出176 W m⁻¹ K⁻¹的超高热导率。此外，我们利用液态金属帽层与芯片/散热器形成了一个“液-固”接触界面，大大增加了有效传热面积，并在封装条件下给出了4-6 K mm² W⁻¹的低接触热阻。