韓國(guo)蔚山國(guo)家科學(xue)技術研究(jiu)(jiu)所(UNIST)的(de)一(yi)支研究(jiu)(jiu)團(tuan)隊(dui)打造出一(yi)種新(xin)型的(de)傳感器陣列(lie),能夠偵測從(cong)人體體重到手指輕觸等廣泛的(de)壓力范圍。
目前,大(da)多數的電晶(jing)體(ti)制造都采用硅通(tong)道以及基于硅氧化物的電介質。然而(er),這些電晶(jing)體(ti)通(tong)常不(bu)(bu)是(shi)缺乏(fa)透(tou)明度就是(shi)不(bu)(bu)夠(gou)靈活,因而(er)可能成(cheng)為制造高整合的壓(ya)力傳感器陣(zhen)列與透(tou)明壓(ya)力傳感器時(shi)的一(yi)大(da)阻礙。
UNIST的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)人員開發(fa)的(de)(de)(de)(de)這種新(xin)型的(de)(de)(de)(de)陣列技術(shu)十分具有發(fa)展前景(jing),因(yin)為(wei)它能根(gen)據偵測觸(chu)控(kong)動作(zuo)產生電訊號(hao),并同顯(xian)示偵測物(wu)件(jian)的(de)(de)(de)(de)位置以及壓力的(de)(de)(de)(de)大小,而(er)且(qie)還較(jiao)傳統的(de)(de)(de)(de)壓力傳感器更(geng)具有透(tou)明度(du)以及消(xiao)耗(hao)較(jiao)低功(gong)耗(hao),這和目前針對(dui)圖形所用的(de)(de)(de)(de)觸(chu)控(kong)傳感器是不同的(de)(de)(de)(de)。
UNIST材料科與工程研(yan)究所(suo)教授Jang-Ung Park帶領研(yan)究團隊共同進行(xing)這項(xiang)研(yan)究,他們采(cai)用高度導電(dian)(dian)且帶有空(kong)氣介電(dian)(dian)層的透明石墨(mo)烯,以及(ji)能夠在可折(zhe)疊(die)基板一側擷取空(kong)氣的彈性體(ti)。
該陣(zhen)列能夠偵測導致氣隙介電質變形的(de)滑(hua)動、輕觸與手指的(de)壓(ya)力,提供(gong)一種(zhong)測量壓(ya)力大(da)小與位置的(de)方法。再者(zhe),相較(jiao)于(yu)被動矩陣(zhen)類型(xing),這種(zhong)新型(xing)的(de)陣(zhen)列所消(xiao)耗(hao)的(de)功率較(jiao)少,反應(ying)時間也更快。
Park表示:“利用空氣(qi)(qi)作為產(chan)生(sheng)場效電(dian)晶(jing)體(FET)的(de)介(jie)電(dian)層,能(neng)(neng)夠(gou)因為石墨烯通道與空氣(qi)(qi)間的(de)介(jie)面干(gan)凈,從而(er)(er)顯著提高(gao)電(dian)晶(jing)體的(de)性(xing)能(neng)(neng)。此(ci)外,這(zhe)(zhe)種空氣(qi)(qi)介(jie)電(dian)層的(de)厚度(du)是由所(suo)施(shi)加的(de)壓力(li)而(er)(er)決(jue)定(ding)的(de),因此(ci),透過這(zhe)(zhe)種技術,能(neng)(neng)夠(gou)更有效地偵測壓力(li)的(de)變化(hua)。”
這(zhe)種傳感(gan)器能夠(gou)同時測(ce)量小(xiao)于10kPa的(de)任何物體,例如(ru)輕敲至大于2MPa、人體的(de)重量等,此外(wai),它還能應(ying)用于3D觸控(kong)面(mian)板或慢跑(pao)鞋。這(zhe)項(xiang)研(yan)究結(jie)果已經發表(biao)在最新一期的(de)《自然通訊》(Nature Communications)期刊中。
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