牛顿机械力是一种极为普遍的物理作用，广泛分布于与机械能转换和信息获取有关的人类活动中。压力包含多个维度的信息，包括大小、位置、面积、持续时间等。传统基于电响应的压力传感器通常只能对压力大小进行单维度传感，无法获取更加丰富的物理刺激信息。因此，需要构建多模态输出压力传感器，提升电子设备对压力的感知维度。

开发具有力致光-电双输出的材料是实现多模态输出压力传感的基础。然而，现有力致光-电输出材料对外部能源的严重依赖限制了其可重复的传感能力，包括依赖于高能激发源，例如紫外光的激发来实现可重复的力致发光，或者使用外部电源供能来实现可重复的电信号响应。这导致需要复杂的电路集成方案和造成高能量消耗。在众多的可再生能源中，机械能和太阳能是人类和自然环境中应用最广泛的能源。如果能开发一种能吸收机械能和太阳能的力致光电双输出材料，构建自供电和可重复的光-电多模态输出压力传感器，将有望实现可再生的多模态压力传感。

近日，湖南大学袁荃/谈洁团队报道了一种机械能和太阳能激发的铬掺杂镓锗酸锌（ZGGO:Cr）长余辉材料，实现了高效和可重复的力致电信号和光信号同时输出。作者通过理论计算和实验数据证明，ZGGO:Cr的双输出现象是摩擦电效应和陷阱电子共同控制的，因此ZGGO:Cr能灵敏地和可持续地将机械刺激转换成光信号和电信号，而不需要高能激发源和电源供能。将ZGGO:Cr制作成双模输出压力传感器后，该传感器可以准确量化机械力大小，并能通过发光来定位机械刺激的位置，整个过程不需要外部电源和高能激发源。进一步，作者利用该传感器实现了对小鼠触觉感知能力的定量和刺激位置分布检测。

发光机理研究表明ZGGO:Cr的力致发光是陷阱控制的，氧空位缺陷为ZGGO:Cr提供了储存电子的深陷阱，太阳光照射后陷阱被电子填充，而机械刺激释放了陷阱中填充的电子。

密度泛函理论计算表明，ZGGO:Cr与电极之间存在较强的摩擦电效应，导致界面间的电荷分离，摩擦电效应成为了ZGGO:Cr自供电传感的基础。

ZGGO:Cr产生的摩擦电场激发了陷阱中的电子，电场大小决定了力致发光的强度，同时电场也会引起外电路的电流输出，最终产生力致光电双输出，这为构建多模态传感器提供了基础。

最后，作者用ZGGO:Cr来构建多模态压力传感器，实现了对压力的同时定量感知和压力分布感知。在小鼠触觉感知模型的研究中，这种传感器展示了同时对触觉进行定量分析和对触觉位置进行定位的能力，在人机交互领域具有潜在的应用前景。