近日，我校物理学院汤庆鑫教授团队在可拉伸有机光电子领域取得重要研究进展。研究团队提出基于基于界面应力调控策略，基于本征脆性小分子有机半导体实现高性能全可拉伸有机发光二极管（OLED）。相关成果以“Brittle materials‑based fully stretchable organic light‑emitting diodes”为题，发表在国际著名期刊Nature Communications（2026, 17, 10281）上。

可拉伸显示是下一代可穿戴、植入式电子的核心技术。商用OLED广泛使用的小分子有机半导体具有高发光效率、色纯度优异等优势，但材料本征脆性大，断裂伸长率通常不足 1%。拉伸时薄膜极易产生随机裂纹，造成器件性能衰减甚至失效。现有技术方案难以兼顾发光效率与拉伸能力，成为高性能可拉伸 OLED 发展的关键瓶颈。

图1. 基于脆性材料的纳米裂纹型全可拉伸OLED器件：(a) 纳米裂纹可拉伸OLED（ns‑OLED）层级结构示意图；(b) 未拉伸与拉伸状态下器件截面 FIB‑SEM 图像；(c, d) 4×5器件阵列在0%和80%应变下发光照片、电致发光光谱与CIE色坐标；(e‑j) 器件在拉伸、弯曲、扭转、揉皱、皮肤贴合、手指握拳多种形变条件下的发光实物照片。

针对这一难题，团队跳出传统“抑制裂纹”的思路，发展主动裂纹工程，通过基于界面应力调控实现可控纳米裂纹构筑。该体系由双界面缓冲层（IBL）、非对称电极以及自适应形变层（ADL）协同构成：选用 NOA68 紫外胶作为上下双缓冲层耗散外力、均化内部应力；利用 PEDOT:PSS/SWCNTs 阳极与铝阴极力学性质差异，仅在发光活性层内诱导生成约65 nm的垂直贯穿纳米裂纹，电极层产生非贯穿纳米裂纹，保证电极导电通路连续；底层高弹性形变层进一步提升器件抗形变能力。纳米裂纹将活性层分割为大量微米尺度 OLED 发光单元，同时保留完整的载流子输运通道。有限元仿真表明，双缓冲层结构将器件最大局部应力由565.4 MPa降至 32.2 MPa，有效抑制破坏性宏观裂纹产生。

图 2. ns‑OLED制备工艺与光电性能表征：(a) 全可拉伸ns‑OLED主要制备工艺流程示意图；(b) 器件各功能层能级排布图；(c, d) 原始状态下器件电流密度‑电压‑亮度曲线、电流效率/外量子效率随亮度变化曲线；(e) 本工作与已报道可拉伸发光器件性能对比散点图；(f) 0~250%不同拉伸应变下苹果形状像素发光照片；(g‑i) 150%拉伸应变下5×4像素阵列实物，拉伸前后器件亮度空间分布三维映射图。

该器件实现了光电性能与拉伸性能的同步突破：启亮电压2.5 V，最大亮度16050 cd/m⟡，电流效率85.7 cd/A，外量子效率24.7%。器件可承受250%整体拉伸应变（发光区域实际应变约50%），250%拉伸下仍保留83.2%初始电流效率，150%应变下亮度维持初始的84%。器件兼具优异机械可靠性，经1500次单轴拉伸循环后亮度保持86.5%；10000次弯曲循环后亮度维持80.4%，可适应拉伸、扭转、揉皱等复杂形变，能够共形贴附人体皮肤。

图3. 多色可拉伸OLED器件及其可穿戴演示：(a) 蓝、黄、红器件归一化电致发光光谱；(b, c) 三色器件电流密度‑亮度‑电压、外量子效率‑电流密度特性曲线；(d‑f) 蓝、黄、红器件归一化亮度随拉伸应变变化曲线；(g‑i) 蓝、黄、红图案化器件在0‑200%拉伸应变下的发光照片；(j‑k) 多色像素器件实现图案显示，器件贴合手指关节，在握拳、放松、伸展、90° 弯曲动态形变下的发光演示照片。

该策略具备良好普适性，兼容蓝、黄、红多色发光材料，多色器件在50%应变下亮度保留超过80%，图案化器件在200%拉伸及手指动态形变条件下均可稳定发光。

这项突破性工作为脆性高性能小分子半导体应用于可拉伸光电器件提供通用方案，兼容现有商用真空蒸镀工艺，为可穿戴生物电子、共形人机界面、动态曲面显示的发展奠定基础。

该成果的第一作者为我校物理学院博士研究生薛闯，通讯作者为我校物理学院汤庆鑫教授和赵晓丽教授。该研究得到了国家自然科学基金等项目的支持。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-76917-2

撰稿人：席鹏博

初审人：赵晓丽

复审人：张岩

终审人：王中强