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来源：材料科学前沿
随着电子和信息技术的发展，电子器件不断趋于小型化、多功能化和智能化。在未来，通过将各种用于环境监测、人机交互、生物医药等领域的电子器件集成到智能微系统以及大规模网络中，可以促进万物的互联从而实现信息交互和智能识别。所以一方面数量巨大的电子器件的使用，需要解决电池寿命有限的问题实现自驱动化；另一方面建立电子器件和外部环境的直接交互机制，实现主动式的信息获取也是十分必要的。2012年王中林院士团队以麦克斯韦位移电流第二项为理论根基提出了摩擦纳米发电机（TENG, triboelectric nanogenerator），能有效地将环境机械能和人体运动能转化为电能。因此TENG可以作为电源和主动式传感器，并且展示了在便携式电子产品、环境监测以及健康医疗设备等领域的广泛应用前景。
图：a. 纳米尺度摩擦起电调控的晶体管的示意图 b. 介电层表面电势分布随摩擦次数的变化关系 c. 转移特性曲线 d. 输出特性曲线 针对上述问题，中国科学院北京纳米能源与系统研究所张弛研究员和王中林院士领导的研究团队通过结合接触模式的原子力显微镜（C-AFM, contact-mode atom force microscope）和扫描开尔文探针显微镜（SKPM, scanning kelvin probe microscope）研制了纳米尺度摩擦起电调控的晶体管（NTT, nanoscale triboelectrification gated transistor）。该器件是通过直径为20 nm的AFM探针与顶栅介电层（SiO2）在5 μm×5 μm的沟道区域内进行摩擦起电产生静电势，进而对半导体中的载流子输运进行调控。其中由纳米尺度摩擦起电产生的电势差会随着AFM探针扫描次数的增加而增加，并且在扫描两次后达到-1.5 V的饱和值，相应的源漏电流也会从138 μA增加至280 μA。同时，电势差以及源漏电流也会分别随着接触力的增加和扫描速度的减小而达到饱和值。此外，在扫描区域变化以及电荷耗散存在的情况下，NTT的调控特性也得到了验证。进一步的通过外加探针电压的方式，纳米尺度摩擦起电产生的电势差可以在-5 V到2 V之间变化，进而可以作为可复写的浮栅，实现了源漏电流在125 μA到443 μA之间的任意调控。该研究首次在实验上实现了纳米尺度下对电子器件的摩擦电调控，证明了微纳尺度下摩擦电子学器件的可行性，有助于深入理解摩擦电子学的理论机制，并有望用于纳米电子器件、微纳电子电路，微纳机电系统等领域。相关研究成果以“Nanoscale triboelectrification gated transistor”为题于2月26日发表在国际学术期刊《自然-通讯》上（Nature Communications, 2020, DOI: 10.1038/s41467-020-14909-6）。该文章的第一作者为布天昭、许亮，通讯作者为张弛、王中林。该工作得到了国家自然科学基金和北京自然科学基金的支持。 来源 北京纳米能源所
文章链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-020-14909-6来源：材料科学最前沿 材料科学前沿
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI1NDc0NTY4OA==&mid=2247484883&idx=2&sn=c970a6e5eff53e173fd2117d2e828d51&chksm=e9c1c8e4deb641f27edda6cd4e2818acc3462f5b7aa8628c42b6d3227c470cf0be28cc234b39#rd
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