非晶碳基薄膜压阻行为及器件集成研究
编号:41
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更新:2021-11-24 09:05:37 浏览:253次
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摘要
非晶碳兼具高压阻敏感性、耐腐蚀和抗刮擦等,且可集成MEMS及柔性传感器,作为一类新型压阻敏感材料应用潜力巨大。但由于非晶碳体系多样,键态复杂,相关压阻机理不明;同时器件结构与其性能影响规律研究不足,制约了高性能非晶碳压阻材料及传感器的应用。基于优化PVD技术,实现系列非晶碳在石英、氧化硅、氧化铝等基体上的可控制备,压阻系数(GF)在2~32可调;揭示无氢非晶碳体系高sp2含量及大sp2团簇尺寸导致低GF,压阻行为符合“厚膜电阻”模型;集成了非晶碳MEMS力传感器,灵敏度达80.7 μV/V/N,非线性度为1.3% FS,实现N2气压0-1 MPa范围检测,循环次数大于5000次;集成了非晶碳/PDMS柔性传感器,兼具高敏感(GF达746)与大测量范围(稳定工作应变ε达50%),失效ε达100%,已实现对心跳,头部转动,吞咽等人体活动的监测,循环次数大于5000次。
稿件作者
郭鹏
中国科学院宁波材料技术与工程研究所
马鑫
中国科学院宁波材料技术与工程研究所;西安交通大学
周靖远
中国科学院宁波材料技术与工程研究所
闫春良
中国科学院宁波材料技术与工程研究所
张琪
西安交通大学
赵玉龙
西安交通大学
汪爱英
中国科学院宁波材料技术与工程研究所
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