突破性柔性温度传感器技术助力柔性电子发展
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大进展,通过创新性的“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衬底之间工艺兼容性难题,并成功制备出总厚度仅40微米的超薄柔性温度传感器。该成果已在《ACS应用材料与界面》期刊发表。
该研究的核心在于将敏感材料的高温制备过程与柔性衬底上的器件集成工艺分步处理。这一策略确保了无机敏感材料在制备过程中所需的高温退火条件,同时有效避免了高温对柔性衬底的负面影响,为高性能无机材料与柔性基底的结合提供了可行的技术路径。
为了确保材料转移后的界面性能,研究团队结合有限元仿真与实验验证,精心设计并构建了GeO₂/Ta₂O₅/MCO异质界面结构,实现对界面行为的主动调控。该结构显著抑制了元素扩散与热应力失配现象,从而提升了器件的结构稳定性与长期可靠性。在此基础上,研发出的超薄温度传感器表现出卓越的传感特性,其电阻温度系数(TCR)达到-4.1%/℃,响应时间为192毫秒,即使在经历多次弯曲或热循环测试后,仍能维持稳定性能。
该技术不仅推动了柔性温度传感器的性能提升,也为未来电子皮肤、可穿戴设备等柔性智能感知系统的发展奠定了关键技术基础。
(原载于《中国科学报》 2025-12-22 第3版 综合)