新型超薄温度传感器研究获突破性进展
在柔性电子和智能医疗设备快速发展的背景下，超薄温度传感器成为实现高精度环境感知和人体健康监测的重要技术方向。然而，这类传感器的开发一直面临多重挑战：一方面，实现高灵敏度通常需要高温工艺，而另一方面，柔性基材又难以承受高温环境。这种矛盾使得在减薄传感器厚度的同时，难以维持其性能的稳定性和可靠性。
近日，中国科学院新疆理化技术研究所的研究团队在该领域取得突破性进展。他们创新性地提出并实现了“水溶性牺牲层辅助转移”方法，成功将高性能敏感材料与柔性基板相结合，开发出总厚度仅40微米的超薄柔性温度传感器，为解决上述技术难题提供了新路径。
该方法的核心在于将敏感材料的高温制备过程与柔性基底上的器件集成操作分离进行。通过这种分步工艺，不仅满足了敏感材料对高温热处理的需求，还有效避免了柔性材料因高温而产生的结构损伤。为了进一步提升材料转移后的界面稳定性，团队还借助有限元仿真和实验验证，构建了GeO₂/Ta₂O₅/MCO异质界面结构。该结构成功抑制了元素扩散和热应力失配，从而显著增强了器件的结构完整性和长期可靠性。
实验结果表明，这种超薄温度传感器在性能上表现优异。其电阻温度系数（TCR）达到-4.1%/℃，响应时间仅需192毫秒。即使在经历反复弯折和极端热冲击后，传感器仍能保持良好的工作状态。这些特性使其在智能医疗、机器人感知和柔性电子等领域具备广泛的应用前景。
该项研究不仅推动了超薄柔性温度传感器的性能边界，也为未来电子皮肤、可穿戴设备及其他柔性智能系统的发展奠定了关键技术基础。
相关成果以《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》。该研究得到国家重点研发计划、新疆自然科学基金以及“天山英才”人才培养计划等项目的支持。
PI/MnCo₂O₄/Ta₂O₅柔性温度传感器