超薄柔性温度传感器实现工艺兼容性突破
中国科学院新疆理化技术研究所孔雯雯研究员带领的科研团队,通过引入“水溶性牺牲层辅助转移”技术路径,成功解决了高性能敏感材料与柔性基材之间的工艺适配难题,并成功制备出厚度仅为40微米的超薄柔性温度传感器。该成果近期发表在《ACS应用材料与界面》期刊。
该研究的核心思路在于将敏感材料的高温制备与柔性基底上的器件集成步骤进行分离处理。这一策略不仅满足了敏感材料所需的高温退火条件,还有效避免了高温对柔性基底带来的损伤,为高性能无机材料与柔性衬底的高效集成提供了可行的技术路线。
为了提升材料转移后的界面稳定性,团队结合有限元仿真与实验测试,构建了GeO2/Ta2O5/MCO异质界面结构,从而实现对界面特性的精准调控。该设计显著抑制了界面处的元素迁移和热应力失配问题,大幅增强了器件的结构稳定性和工作可靠性。基于该转移工艺和界面工程优化,所制备的超薄传感器在性能方面表现出色,其电阻温度系数(TCR)达到-4.1%/℃,响应时间仅为192毫秒,并在多次弯折和热冲击环境下仍能稳定运行。
该团队指出,这一成果不仅提升了超薄柔性温度传感器的综合性能,也为未来电子皮肤、可穿戴医疗设备及柔性智能感知系统的发展提供了关键的技术基础。
(原载于《中国科学报》 2025-12-22 第3版 综合)