新型超薄柔性温度传感器攻克材料兼容挑战
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突破,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工艺兼容性方面的技术瓶颈。该团队开发的超薄柔性温度传感器整体厚度仅为40微米,相关成果已发表于《ACS应用材料与界面》期刊。
该技术的核心思路在于将高温敏感材料的制备过程与柔性基底上的器件集成分开实施。这种分步策略不仅满足了敏感材料在高温退火阶段的需求,同时也避免了高温对柔性基底造成的结构破坏,为无机敏感材料与柔性衬底的高效集成提供了新的解决方案。
为了确保材料转移过程中的界面稳定性,研究团队结合有限元仿真与实验手段,构建了GeO2/Ta2O5/MCO的异质界面结构。该设计有效控制了界面处的元素扩散和热应力失配问题,从而提升了器件的整体性能与结构可靠性。基于这一界面策略与转移工艺,所制备的超薄传感器表现出卓越的温度响应性能,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能保持稳定运行。
研究团队指出,这项工作不仅显著提升了超薄柔性温度传感器的性能指标,还为未来电子皮肤、可穿戴式智能设备等柔性传感系统的研发奠定了关键的技术基础。
(来源:《中国科学报》2025年12月22日 第3版 综合)