创新技术助力超薄柔性温度传感器实现工艺突破
中国科学院新疆理化技术研究所孔雯雯研究员团队近期在柔性传感技术领域取得重要进展。研究人员采用“水溶性牺牲层辅助转移”方法,成功解决了高性能敏感材料与柔性基底在制备工艺上的兼容性瓶颈,开发出厚度仅40微米的超薄柔性温度传感器。相关成果已发表于《ACS应用材料与界面》。
该研究的创新之处在于将敏感材料的高温工艺过程与柔性基底上的器件组装步骤分离开来。这一思路既满足了无机材料对高温退火的需求,又有效避免了柔性衬底在高温环境下可能出现的结构损伤,为高性能无机功能材料与柔性衬底的集成提供了新的技术路线。
为了确保材料转移过程中的界面质量,研究团队结合有限元仿真与实验测试,设计出GeO2/Ta2O5/MCO的异质界面结构,实现了对界面物理性能的主动调控。该结构在抑制元素扩散和热应力失配方面表现出色,显著增强了器件的结构稳定性和长期可靠性。基于这一转移策略和界面优化,所制备的传感器在机械和热学性能方面均展现出卓越表现,电阻温度系数(TCR)达到-4.1%/℃,响应时间仅为192毫秒,并能在反复弯曲和热冲击条件下持续稳定运行。
该成果不仅推动了超薄柔性温度传感器性能的全面提升,也为未来电子皮肤、可穿戴智能设备等柔性感知系统的研发奠定了关键基础。
(原载于《中国科学报》 2025-12-22 第3版 综合)