超薄柔性温度传感器实现关键工艺突破
中国科学院新疆理化技术研究所孔雯雯团队近期取得重要进展,成功开发出一种总厚度仅为40微米的超薄柔性温度传感器。这项研究成果通过引入“水溶性牺牲层辅助转移”技术,有效解决了高性能敏感材料与柔性基底之间工艺兼容性的长期难题,并发表于《ACS应用材料与界面》期刊。
该研究的核心思路在于,将敏感材料所需的高温制备过程与柔性基底上的器件集成步骤分离开来。这种设计不仅满足了无机敏感材料在高温退火方面的工艺需求,也避免了高温对柔性基底造成的破坏,为高性能无机材料在柔性衬底上的集成提供了新的技术路线。
为了确保材料转移后界面的稳定性和可靠性,研究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,实现了对界面性能的主动调控。该界面结构有效抑制了元素在界面处的扩散和热应力不匹配,从而显著增强了器件的结构完整性和运行稳定性。基于该方法制备的超薄柔性温度传感器表现出卓越的综合性能:其电阻温度系数(TCR)达到-4.1%/℃,响应时间仅为192毫秒,并在经历多次弯折和热冲击后仍保持稳定。
该成果不仅在超薄柔性温度传感器领域取得了性能突破,也为电子皮肤、可穿戴式智能设备等柔性感知系统的进一步发展奠定了关键的技术基础。
(原载于《中国科学报》 2025-12-22 第3版 综合)