随着微电子技术的进一步发展,开发具有简易制造流程、低成本、轻便可弯曲等特性的新型柔性电子材料和器件,可有效弥补传统刚性微电子器件的局限性,促进现代电子产品功能的多样化发展。本文研究了单晶硅、石墨烯以及银纳米线三种微纳结构薄膜的制备及柔性化方法,并探索了相关电子材料的稳定性和柔性器件的制备及性能优化方法。论文主要结果如下:一、基于单晶硅结构的结晶学特性和化学湿法刻蚀中的动力学因素调控,实现了单晶硅材料的柔性化,制备了不同厚度且均匀的单晶硅薄片、小且均匀的金字塔结构及其复合多种形貌和取向的纳米线结构,得到了柔性的单晶硅材料及其复合微纳结构,并测试了全角度入射光的反射率,结果表明金字塔复合<111>取向纳米线在光从0-45°入射时光反射率均在5%以下,具有良好的全角度减反射特性。二、基于喷墨印刷工艺制备了柔性插指状石墨烯超级电容器,通过添加碳颗粒解决了石墨烯片结构稳定性的问题,并实现了插指状超级电容器电极的规格化制备。结果表明,添加碳颗粒的超级电容器的面电容提高到780%;器件弯曲测试500次后,电容器的外观状态和电容性能基本不变,说明电容器具有优异的弯曲柔韧性;经过10000次循环测试后,电容保持率为100%,表明电容器具有极佳的循环稳定性和长循环寿命。三、通过调控氧化石墨烯表面官能团的分布,制备了一种电压信号检测湿度的平面型传感器。结果表明,该传感器对不同相对湿度呈阶跃式响应变化,感应电压稳定值呈线性变化,灵敏度高,具有较快的响应/恢复特性;利用此传感器对人体呼吸过程进行检测,实现了对正常静态呼吸(12-20次/min)、快速急促呼吸(20-40次/min)等不同呼吸频率的检测,对均匀呼吸、暂停呼吸和深呼吸等不同呼吸模式的实时检测。长达近1000次的呼吸过程测试和3个月放置后,仍具有较好的重复性和循环稳定性。在此基础上制作了智能呼吸检测仪,初步实现了对人体呼吸频率和呼吸模式的测量。四、基于一维银纳米线结构制备的柔性透明加热器,实现了加热温度40-100℃范围内调控,热响应时间15 s左右。经过100次高电压28 V循环测试后,加热器表面温度基本没有发生变化,弯曲成圆柱形时,加热器依旧可以正常工作。表明加热器具有较宽的温度调节范围、较好的温度稳定性、较快的热响应时间、长循环稳定性和柔韧性。通过研究不同方块电阻的加热器的电学性能的稳定性,结果表明,低电阻(<50α/□)的加热器的击穿失效主要是因为加热温度太高导致银纳米线热熔断和基底热损坏失效;中高电阻(>50 Ω/□)的加热器失效机理主要是电迁移和热效应共同作用失效,并且随着方块电阻的逐渐增大,电迁移导致失效的比重越来越大。