近日，我院柔性电子材料与智能系统团队在聚合物介电材料与仿视网膜成像器件交叉领域取得重要研究进展，开发出一种可高分辨率光刻图案化的含氟聚合物介电模板材料，实现了有机半导体微纳尺度可控结晶与类视网膜阵列器件构筑。相关成果以题为 “High-Resolution Photopatterning of Surface-Energy-Tunable Fluorinated Polymers as Versatile Templates for Solution-Processed Organic Electronics” 的论文发表于国际知名学术期刊Nano Letters，为新一代柔性光电传感与仿生视觉系统提供了关键技术支撑。

仿视网膜电子器件需要在微米尺度实现高密度阵列集成与稳定信号输出，而传统溶液加工技术受限于图案分辨率和结晶无序，难以满足高一致性器件制造需求。针对这一挑战，研究团队通过分子结构设计构建了兼具低表面能、光交联能力与高溶剂稳定性的含氟共聚物体系，实现“一步光刻”制备高精度微通道介电模板。该材料表面能可在14.4–24.3 mN/m 范围内调控，可见光透过率超过93%，热稳定性高于200 ℃，在强溶剂环境中保持结构完整，最小图案分辨率达到2 微米，并可兼容柔性基底大面积加工。

依托该微通道模板，经典小分子半导体C8-BTBT在5微米尺度下形成高度取向的连续单晶结构，实现外延式有序生长。理论模型与实验结果表明，模板几何结构可精准调控溶液流动与蒸发行为，从而显著提升晶体质量与器件一致性。基于该策略构筑的有机场效应晶体管阵列最高迁移率达到8.6 cm²·V⁻¹·s⁻¹，开关比约10⁸，展现出优异的稳定性与均一性。

在此基础上，团队进一步构建多组分半导体阵列，实现400–650 nm宽光谱响应，并通过仿生视网膜结构设计完成图像识别演示，将光学信息直接转化为二维电流分布，成功实现字母图形识别，展示出在神经形态视觉感知与智能传感系统中的应用潜力。

该研究解决了有机电子微纳图案化与仿生视觉集成的关键瓶颈问题，提出了一种兼具材料创新与制造兼容性的通用平台，为高性能柔性电子、智能光电系统及仿生感知器件的发展提供了重要支撑。

论文第一作者为我院硕士研究生张晓航、博士研究生葛宏伟，通讯作者为孙晴晴副研究员和刘旭影教授，郑州大学为第一完成单位。该研究得到国家自然科学基金和河南省科技计划项目资助。

聚合物介电材料及其在仿视网膜成像系统应用展示