超薄柔性温度传感器取得工艺兼容性突破
中国科学院新疆理化技术研究所孔雯雯团队近期成功开发出一种超薄柔性温度传感器,厚度仅为40微米。该成果通过创新性地采用“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工艺兼容性问题,相关研究发表于《ACS应用材料与界面》。
这项技术的核心在于将敏感材料的高温制备步骤与器件在柔性基底上的集成过程分阶段完成。这种方法既满足了无机敏感材料所需的高温退火条件,又避免了高温对柔性衬底结构带来的损害,从而为高性能材料与柔性平台的结合提供了可行的技术路径。
为了确保材料转移后的界面稳定性,团队结合有限元仿真与实验手段,精心构建了GeO2/Ta2O5/MCO异质界面结构。这种设计有助于主动调控界面性能,有效抑制了元素扩散与热应力失配问题,显著增强了器件的结构完整性与长期可靠性。基于该策略,所制备的传感器在性能方面表现出色,其电阻温度系数(TCR)达到-4.1%/℃,响应时间仅为192毫秒,并在多次弯折和热冲击测试中保持稳定。
该研究成果不仅推动了超薄柔性温度传感器性能的提升,也为未来电子皮肤、可穿戴设备等柔性智能感知系统的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)