近日，厦门大学微电子与集成电路系研究人员在柔性光传感技术领域取得重要突破。该研究由钟鸿坤（2022级硕士生）、马立龙（2023级博士生）作为共同第一作者，在梅洋助理教授和张保平教授的指导下完成，其研究成果以“Dual-Modal Sensing Platform Based on Flexible GaN Microdisk Lasers on PDMS Substrate”为题，发表于国际权威期刊《Advanced Functional Materials》（影响因子：19）。

图1：GaN微盘激射特性。

光学微腔传感器因其高灵敏度和快速响应特性，在环境监测、生物医学检测等领域具有广泛应用潜力。然而，传统氮化硅（SiN）微腔传感器多依赖外部激光源、工作波段集中于近红外，限制了其在水环境及需可见光激发的场景中的应用；同时，多数柔性光传感器功能单一，难以实现应变与折射率的同步高精度感知。针对上述问题，研究团队创新性地开发了一套基于二次衬底转移技术的柔性氮化镓（GaN）微盘激光器制备工艺，成功将GaN微盘结构集成于聚二甲基硅氧烷（PDMS）柔性衬底上。该器件在反复弯曲状态下仍保持稳定的激光输出，显示出优异的机械柔韧性和结构可靠性。在光学性能方面，器件在蓝绿光波段表现出高达10923的品质因子（Q值）、0.045 nm的窄线宽以及低至312.31 μJ/cm²的阈值能量密度。值得关注的是，该传感器首次实现了应变与折射率的双模态传感：其应变灵敏度达0.08 nm/mm⁻¹，折射率灵敏度高达666.9 nm/RIU，在0%–0.1%低浓度范围内的检测限更达到5.4×10⁻⁶ RIU。这些性能指标均处于国际领先水平，为发展面向复杂环境的多功能柔性光传感系统提供了关键技术路径。

图2：器件双模态传感特性。

该研究依托厦门大学电子科学与技术学院微纳光电子研究室完成。课题组长期致力于GaN基光电器件研究，涵盖谐振腔LED（RCLED）、微腔器件及垂直腔面发射激光器（VCSEL）等方向，此前已实现蓝紫光、蓝光与绿光VCSEL的电注入激射，并首次在国际上报道了深紫外波段VCSEL的光泵浦激射。本研究得到了国家自然科学基金及国家重点研发计划重点专项的资助。（DOI: 10.1002/adfm.202501566）