超薄高灵敏温度传感器技术取得突破性进展
在柔性电子器件迅速发展的背景下，超薄温度传感器因其在智能医疗与机器人触觉感知等应用中的独特优势，受到广泛重视。然而，目前该类传感器在设计与制造中仍面临显著挑战：实现高灵敏度通常依赖高温工艺，但柔性基底往往难以承受此类条件，导致器件在超薄设计下难以兼顾灵敏度、柔韧性与稳定性。
近日，中国科学院新疆理化技术研究所的研究团队在超薄温度传感器领域取得重要突破。他们提出一种“水溶性牺牲层辅助转移”方法，有效解决了高性能敏感材料与柔性基底之间的工艺兼容问题，并成功制备出总厚度仅为40微米的超薄柔性温度传感器。
该技术的关键在于将敏感材料的高温制备与柔性基底上的器件构筑过程分步实施。这种策略不仅确保了材料所需的高温退火条件，也避免了柔性衬底因高温而受损，从而为高性能无机敏感材料与柔性基底的融合提供了一条可行路径。
为提升器件转移后的界面质量，研究团队借助有限元仿真和实验手段，设计并构建了GeO₂/Ta₂O₅/MnCo₂O₄异质界面结构，实现了对界面性能的精确调控。该界面结构有效抑制了元素扩散与热应力失配，大幅提升了传感器的结构稳定性和长期可靠性。
实验结果显示，该传感器在性能表现上十分出色：其电阻温度系数（TCR）高达-4.1%/℃，响应时间仅为192毫秒。即便在经历多次弯折与热冲击后，传感器仍能维持稳定运行，展现出卓越的机械与热稳定性。
这项技术的突破不仅显著提升了超薄柔性温度传感器的整体性能，也为未来柔性电子皮肤、可穿戴智能设备等新型感知系统的开发奠定了坚实基础。
该研究成果以“Water-Soluble GeO₂-Transferred Ultrathin PI/MnCo₂O₄/Ta₂O₅ Heterostructures for High-Sensitivity Flexible Temperature Sensors with Extreme Stability”为题，发表于《ACS Applied Materials & Interfaces》期刊。研究得到了国家重点研发计划、新疆维吾尔自治区自然科学基金以及“天山英才”人才培养项目的支持。
论文链接
PI/MnCo₂O₄/Ta₂O₅柔性温度传感器