可拉伸电子器件（stretchable electronic devices）是传统电子器件的一种延伸的新形态,它相较于传统电子器件而言具有在一定拉伸应变下器件不失效的特点。近年由于生活质量的提升,各种各样的细分领域得到了快速发展,这给可拉伸电子的发展和应用带来了契机。可拉伸电子器件在医学健康、运动识别、电子仿生皮肤、机器人智能蒙皮、显示传感和清洁能源等领域都有巨大的应用潜力,但是,现阶段由于可拉伸电子器件各方面性能和传统器件相比还是有一定的差距,所以还需要从材料和结构两方面入手进行更加深入的研究。目前让电子器件实现可拉伸的方法多种多样,而通过一些微纳结构实现可拉伸的方法由于对材料的限制较少而吸引了国内外研究者的兴趣。本文作者围绕微纳结构可拉伸电子器件的研究主题,开展了以下研究工作:（1）通过超声剥离的工艺方法在直立型石墨烯（Vertical Graphene,简称VGr）的平面部分的石墨层构筑了高密度的裂纹网路结构,基于此结构制备的电阻式拉伸应变传感器实现了高灵敏度和高可拉伸性的同时存在,器件的最高拉伸应变量达到100%,并展现了电阻大小随应变增加的指数型高灵敏响应曲线,在0%～50%应变范围下平均灵敏度因子为112.08,在90%～100%的应变范围下灵敏度因子最高可达15288。还利用纳米石墨烯片固有频率高的特点实现了对声波的有效探测（包括响度和声音频率）,对声波的最大频率探测范围达2.5 kHz,解决了弹性体由于响应速度慢而无法高频振动的问题,拓展了拉伸应变传感器在高精度声音测量方面的应用。（2）通过化学剥离的工艺方法大面积制备“之”字形裂纹结构的VGr可拉伸导电薄膜,该方法具有重复性好、操作简单等特点,最后得到的可拉伸导电材料性能稳定,导电薄膜在100%的拉伸应变量下电阻变化了18倍。进一步制备了基于该电极的电容式应变传感器,器件最大可拉伸应变量为80%,拟合灵敏度因子约为0.9681,接近电容式应变传感器的理论极限值,验证了使用该方法大规模制备大面积可拉伸电极的实可行性和实用性。（3）制备了具有高介电常数的BaTiO3无机材料与弹性体材料的复合本征可拉伸介电薄膜,该薄膜兼具了无机材料的高介电特性和弹性体的可拉伸性,在BaTiO3体积填充百分数为0.3时,复合材料的准静态介电常数可达7,相较于单一组分的硅橡胶（PDMS）的介电常数提升了一倍,拓展了可拉伸电子器件介电材料的选择范围。此复合介电层在受到应变时介电常数也会相应变化,基于此还探究了介电层对电容式应变传感器的灵敏度影响,发现当传感器介电层较厚时,这种有机-无机复合材料相较于单一介电层,拉伸应变灵敏度提升了近2倍,压力感应电容变化量提升了近4倍。（4）通过对化学剥离工艺制备了具有特殊缓冲层结构的VGr可拉伸导电薄膜,该薄膜具有较高的可拉伸性和极好的电阻拉伸稳定性,在100%的最大拉伸应变量下电阻仅仅增加了23%。该导电薄膜具有良好的热声效应,并利用热声效应开发出了新型可拉伸发声器,该发声器拥有在1 kHz～22 kHz的频率范围内近乎平响的发声特性,器件在最大50%的拉伸应变量下依然能稳定输出声波。（5）利用具有非预拉伸褶皱网络结构的可拉伸衬底解决了结构可拉伸电子器件图案化工艺复杂的问题。该衬底可以与传统器件制备工艺兼容,褶皱网络可以有效的提升器件的可拉伸性。通过掩膜蒸镀的具有精细图案的可拉伸金导线在30%的拉伸应变下电阻仅仅增加了3%。进一步利用此衬底构筑了基于高迁移率、高光稳定性的无机氧化物半导体材料的薄膜晶体管（Thin Film Transistor,简称TFT）,无机氧化物半导体薄膜利用褶皱网络获得了一定的可拉伸性,并且展现了一定的场效应特性,该研究拓展了可拉伸半导体材料的选择范围。总之,本文作者围绕微纳结构可拉伸电子器件开展了一系列的工作,从新型结构的制备、相应器件的性能、结构的作用机理到器件的应用拓展等方面进行了系统的研究。利用微纳结构解决了可拉伸性和响应频率之间的矛盾问题,实现了能响应高频声波（＞2500 Hz）的高可拉伸性（＞100%）应变传感器;研究了不同剥离方法对VGr的阻变特性的影响,发现了基于缓冲层结构的VGr具有良好的热声效应,在可拉伸状态下可以发出22 kHz的超声波;提出了新型非预拉伸褶皱网络结构的可拉伸衬底的制备方法,进一步利用此非预拉伸褶皱网络结构的可拉伸衬底构筑了氧化物TFT,展现了一定的可拉伸性和场效应。这些特色性的研究实现了多个突破,为可拉伸材料在传感器中的应用提供了新思路、开拓了新方法。