随着物联网与人工智能概念的逐渐普及,可穿戴式柔性电子器件于近些年展现出了爆发式的增长趋势。与传统刚性衬底（硅、蓝宝石和玻璃等）上的半导体器件不同,柔性电子器件因其可弯曲、质量小、生物相容性好、力学性能可调控等特点被广泛应用在生物医疗监测、环境监视、通讯、柔性显示以及人机交互等领域并深刻影响着我们的日常生活。目前柔性电子器件的能量供给一般都来源于电池,相比于微型的柔性电子器件,无论在体积还是在重量上都略显笨重;而且电池的存储电量有限,使用过程中难以避免频繁的电池更换或者充电操作;此外,电池中所含有的化学物质,可能会在可穿戴电子设备使用过程中产生泄露,对人体健康和环境造成一定危害,因此迫切需要新型轻量化、可持续化以及便携化的能源供给器件。摩擦纳米发电机（TENG）利用摩擦起电与静电感应效应将环境中的机械振动能量转化为可供小型电子器件工作的电能,其较低的工作频率与制作成本以及良好的生物亲和性完美契合了可穿戴式柔性电子器件的使用场景。为进一步提高TENG的输出功率密度,本工作首先开展了摩擦层聚合物材料二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane,PDMS）表面褶皱结构制备的研究。采用射频磁控溅射的方法在PDMS表面生长ZnO硬质薄膜,利用溅射过程中微弱的自加热效果以及ZnO与PDMS薄膜之间明显的杨氏模量与热膨胀系数差异造成的应力变化,在PDMS薄膜表面自发形成褶皱结构。通过改变ZnO薄膜的溅射厚度,可以对褶皱结构进行有效调控。相比于无表面褶皱结构PDMS薄膜制备的TENG,优化后TENG的开路电压与短路电流均表现出了明显提升,输出功率密度提高了近两个量级。进一步采用有限元仿真的方法证实了表面微结构对于TENG输出性能的显著提升。由于工作原理的限制,TENG只能工作在动态模式下,限制了其在柔性电子器件中的广泛应用。针对以上不足,本工作开发了一种新型静态模式下的环境辐射能量采集方案,并成功设计与制备了市电环境电磁辐射能量驱动的柔性一体化Ga2O3深紫外探测系统。采用微纳加工方法将基于ZnO场效应二极管的整流电桥、Ga2O3基金属-半导体-金属紫外探测器以及金属收集电极相结合,制备在同一柔性聚萘二甲酸乙二醇酯（Polyethylene naphthalate,PEN）衬底上。通过人体接触金属收集电极,采集环境中的辐射能量,并经过桥式电路整流之后可以直接供给Ga2O3深紫外探测器,光响应度可达0.1 A/W,比其它结型自供电紫外探测器普遍高出一到两个量级。除此之外,该一体化系统在弯曲情况下仍能保持良好的探测性能,展示了其在可穿戴自供电式紫外探测领域的应用前景。相对于高压线、变电站以及一般家用电器、实验设备产生的50 Hz低频电磁波,环境电磁辐射还包括丰富的来自手机和手机基站、WIFI路由器、微波炉等工作在MHz到GHz的高频电磁波。为提升对高频环境电磁辐射的收集效率,本工作针对整流电桥的核心器件场效应二极管进行了优化,以提高整流电桥的频率响应性能。通过构建铟镓锌氧（IGZO）双沟道层,利用低阻IGZO有效钝化沟道层以及介电层界面缺陷,提升了二极管的稳定性,同时规避了单层IGZO薄膜后退火激活的过程,更加契合柔性电子的低温制备工艺;采用栅极与漏极之间的交叠（Overlap）结构并优化器件尺寸,加强了栅极的调控能力,显著地改善了器件的频率响应性能。进一步将双层IGZO二极管制备成整流电桥,并与用离子液体制备的电容器相结合,实现了整流与滤波一体化的电路系统。利用该系统通过人体可以有效的将环境辐射能量收集存储到电容器之中,可成功点亮商用LED灯珠。综上所述,围绕柔性电子器件亟需的能量收集与管理系统,本工作首先开发了一种简易的PDMS薄膜表面褶皱结构的制备方法,有效提升了动态能量收集器件TENG的输出功率密度;在此基础上,提出了一种新型静态环境电磁辐射能量采集模式,构建了基于ZnO场效应二极管整流电桥、Ga2O3基深紫外探测器以及金属收集电极的一体化自供电式深紫外探测系统;最后,通过引入IGZO双沟道层,对场效应二极管的频率响应进行了进一步的优化,使其更适合于高频低压的环境辐射能量采集。