新型超薄柔性温度传感器突破工艺兼容性瓶颈

2026-01-05 16:36:36
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新型超薄柔性温度传感器突破工艺兼容性瓶颈

中国科学院新疆理化技术研究所孔雯雯研究团队近期取得重要进展,通过引入“水溶性牺牲层辅助转移”技术,成功解决了高性能敏感材料与柔性基底之间长期存在的工艺兼容性难题。该团队开发出的超薄柔性温度传感器,整体厚度仅为40微米,相关成果发表于《ACS应用材料与界面》期刊。

该技术方案的创新点在于将敏感材料的高温加工步骤与柔性衬底上的器件集成过程分离执行。这一策略确保了高温退火对材料性能的必要提升,同时避免了高温处理对柔性基底可能造成的破坏,为无机功能材料在柔性平台上的集成提供了可复制的技术路线。

为提升材料转移后的界面质量,研究团队结合有限元仿真与实验手段,构建了GeO2/Ta2O5/MCO多层异质结构,实现对界面行为的主动控制。该结构有效抑制了高温下界面元素迁移及热应力失配问题,从而显著提升了器件在长期使用中的结构稳定性和工作可靠性。

基于此转移策略与界面设计,所开发的传感器在性能上表现出色。其电阻温度系数(TCR)达到-4.1%/℃,响应时间仅为192毫秒,且在经历反复弯折与热冲击测试后仍能保持稳定运行。

该研究不仅推动了柔性温度传感技术的发展,也为未来电子皮肤、可穿戴医疗设备等柔性智能感知系统的构建奠定了坚实基础。

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