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上海申思特自動化設(shè)備有限公司
主營產(chǎn)品： 美國E E傳感器,美國E E減壓閥,意大利ATOS阿托斯油缸,丹麥GRAS麥克風,丹麥GRAS人工頭, ASCO電磁閥,IFM易福門傳感器 |
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更新時間：2016-12-27 09:24:22瀏覽次數(shù)：1227
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新型微納結(jié)構(gòu)的柔性E+E壓力傳感器
隨著信息社會的發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷進步,人們對周邊環(huán)境信息的采集深度與廣度不斷提升,柔性E+E壓力傳感器作為一類十分重要的信息采集器件得到越來越廣泛的應用,使用數(shù)量已非常可觀。不僅如此,該類器件已經(jīng)為社會生活的多個方面帶來了革命性變化,被廣泛的應用在機器人,可穿戴電子設(shè)備,人機交互,智能蒙皮等領(lǐng)域,針對柔性E+E壓力傳感器的研究也成為近年來的熱點。
新型微納結(jié)構(gòu)的柔性E+E壓力傳感器
雖然相關(guān)研究不斷深入,但總體上仍不成熟,本文圍繞相關(guān)器件在理論模型、制作工藝和器件結(jié)構(gòu)等方面存在的主要問題進行了深入系統(tǒng)的研究。基于當今主流的兩大電子器件柔性化方法(有機材料和無機半導體材料),分兩個方面進行探索。對于采用有機材料和納米材料的柔性E+E壓力傳感器,目前相關(guān)的研究還主要停留在材料和實驗上的探索,理論上的研究相對較少.基于這一現(xiàn)狀,針對不同機理和微觀結(jié)構(gòu)的器件提出了不同的器件理論模型和一整套具有通用性的分析流程。分析結(jié)果能夠囊括很大一部分目前該領(lǐng)域的研究結(jié)果,基于對分析結(jié)果的討論以及對目前該領(lǐng)域內(nèi)器件普遍不具有線性響應特性,高靈敏度只能維持在很小的低壓力區(qū)間而影響了實際應用這一現(xiàn)狀,提出了具有高斯隨機分布微結(jié)構(gòu)和壓阻接觸復合型機理的器件模型?；诠枘z炭黑納米復合材料,制作封裝并測試了采用前述高斯隨機分布微結(jié)構(gòu)柔性E+E壓力傳感器件。測試實驗驗證了該器件在0-14 k Pa范圍內(nèi)具有線性響應特性,靈敏度達到13.8 k Pa-1,器件在400次循環(huán)實驗測試中保持穩(wěn)定輸出。該器件能夠兼顧高靈敏度和寬線性響應范圍這兩大優(yōu)勢,同時還具有良好的性能穩(wěn)定性?；谶@一優(yōu)良特性,在該器件應用于柔性腕帶式心率測量系統(tǒng)和水下流體動力學探測領(lǐng)域進行了應用探索,取得良好的器件性能和實用效果?；跓o機半導體材料本身的耐高溫特性,設(shè)計并制作了一款基于無機半導體材料的耐高溫柔性E+E壓力傳感器。不同于以往器件中仍舊采用有機材料作為襯底的柔性島橋式結(jié)構(gòu)或波浪式結(jié)構(gòu),器件全部采用無機半導體材料。利用200nm氧化硅波浪形薄膜結(jié)構(gòu)進行壓力傳感,而該結(jié)構(gòu)同樣能夠承受一定的柔性應變。通過對整個器件進行背硅減薄實現(xiàn)柔性化。通過采用灰度光刻工藝實現(xiàn)精確可調(diào)的曲面犧牲層來實現(xiàn)具有特定力學性能的波浪形氧化硅薄膜并zui終實現(xiàn)了高密度的柔性傳感器陣列。
新型微納結(jié)構(gòu)的柔性E+E壓力傳感器
通過器件AFM探針測試可知單個器件能夠?qū)崿F(xiàn)8微牛范圍內(nèi)的線性壓力傳感,等效線性壓力傳感范圍為0-29.6 k Pa。器件能夠?qū)崿F(xiàn)zui小15mm的彎曲曲率半徑,在350攝氏度的高溫下保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性而不損壞。這一研究開拓了基于無機硅半導體材料柔性E+E壓力傳感器的應用領(lǐng)域,其優(yōu)異的耐溫特性是傳統(tǒng)的有機柔性E+E壓力傳感器所無法替代的。
