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压电传感器用于国外新型生物认证技术检测中

由于每一个人的食指骨架都是独一无二的,于是有研究人员想到了开发一种新型生物认证技术。由Yingying(Jennifer)Chen教授带领的美国罗格斯大学团队开发的这项技术,被叫做VibWrite。它的工作原理是这样的:以电子门锁为例,你可以在木门把手边的光滑表面上嵌入该装置,然后利用一个小型电机来产生振动,并借助压电传感器来检测相同的振动。

 

以电子门锁为例演示的VibWrite技术原理。资料图


当有人触碰马达和传感器之间的区域时,其手指会吸收部分振动,并将其余部分反射回物体表面(改变了振动传递的轨迹)。传感器会在接收到的振动中记录这些变化,然后系统就可以基于每个人手指骨结构独特的振动吸收和反射方式,微秒地识别出谁正在触摸。

 

VibWrite图解,资料图


为提升系统的整体安全性,还可以给它加装一个PIN码输入区域,或让使用者以某种特定的模式来滑动指尖。

截至目前,实测VibWrite的用户身份验证准确率已达到95%,且装置相当省电。与更加先进的指纹识别和虹膜扫描系统相比,VibWrite的成本大约只有前者的1/10。当然,Chen和她的团队仍计划改进VibWrite的整体性能,并评估装置受温度、湿度、灰尘等变量影响的程度。

延伸阅读科学家用新方法研制薄膜压电微机电系统

从烧烤烤架中的火花点火器到医学超声成像所需的传感器,压电材料有着广泛的应用。微米或更小尺度的薄膜压电材料,为需要开展更小维度或者较低电压操作的新应用提供了可能性。

 

在较大面积的柔性聚酰亚胺基板上的PZT薄膜。资料图


来自美国宾夕法尼亚州立大学的研究人员展示了一项新技术,即通过将锆钛酸铅(PZT)压电薄膜样本同灵活的聚合物基质相结合,研制了压电微机电系统(MEMS)。近日,博士生TianningLiu和合作者在美国物理联合会所属《应用物理杂志》上报告了这一成果。

论文作者之一、宾夕法尼亚大学教授ThomasN.Jackson介绍说,关于压电薄膜的研究有着悠久的历史,但基于硬式基质的薄膜存在着来自基质的局限性。最新的研究,为研制减少对基质依赖性的薄膜压电材料打开了新领域。

研究人员在拥有氧化锌释放层的硅衬底上生长出多晶PZT薄膜。他们还在衬底上添加了一薄层聚酰亚胺,并在随后利用醋酸腐蚀掉氧化锌,从而将拥有聚亚胺层的1微米厚PZT薄膜从硅衬底中释放出来。

和在硬式基质上生长出来的薄膜相比,聚酰亚胺上的PZT薄膜拥有增强的材料属性,但同时保持着灵活性。即便如此,Liu表示,在薄膜MEMS装置竞争过块体压电系统之前,仍有很多工作要做。

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