创新转移策略助力超薄柔性温度传感器发展
中国科学院新疆理化技术研究所孔雯雯团队近期取得突破性进展,成功采用“水溶性牺牲层辅助转移”方法,解决了高性能敏感材料与柔性基底之间长期存在的工艺兼容性问题。他们制备出一款厚度仅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》。
该技术的创新点在于将敏感材料的高温制备步骤与在柔性基底上的器件集成过程分开处理。这种分步策略不仅满足了无机敏感材料对高温退火的需求,还有效规避了高温处理对柔性基底带来的热损伤,为无机材料与柔性衬底的结合提供了新的工艺路线。
为确保转移后材料与基底之间的界面质量,研究团队结合有限元仿真与实验测试,设计并构建了GeO2/Ta2O5/MCO的异质界面结构,从而实现对界面行为的精准调控。这种界面结构有效抑制了元素在界面处的扩散和热应力失配,显著提升了传感器的结构稳定性和器件可靠性。
基于上述转移策略与界面设计,该传感器表现出出色的综合性能指标:电阻温度系数(TCR)达到-4.1%/℃,响应时间仅为192毫秒。即使在经历多次弯折和热冲击后,仍能保持稳定的输出。
这项研究不仅在柔性温度传感领域实现了性能跃升,也为未来电子皮肤、可穿戴智能设备等柔性传感系统的发展提供了关键的技术支持。