石墨烯压力传感器性能优于触控

eettaiwan 中字

OFweek显示网讯 韩国蔚山国家科学技术研究所(UNIST)的一支研究团队打造出一种新型的传感器阵列,能够侦测从人体体重到手指轻触等广泛的压力范围。

目前,大多数的电晶体制造都采用硅通道以及基于硅氧化物的电介质。然而,这些电晶体通常不是缺乏透明度就是不够灵活,因而可能成为制造高整合的压力传感器阵列与透明压力传感器时的一大阻碍。

UNIST的研究人员开发的这种新型的阵列技术十分具有发展前景,因为它能根据侦测触控动作产生电讯号,并同显示侦测物件的位置以及压力的大小,而且还较传统的压力传感器更具有透明度以及消耗较低功耗,这和目前针对图形所用的触控传感器是不同的。

UNIST材料科与工程研究所教授Jang-Ung Park带领研究团队共同进行这项研究,他们采用高度导电且带有空气介电层的透明石墨烯,以及能够在可折叠基板一侧撷取空气的弹性体。

该阵列能够侦测导致气隙介电质变形的滑动、轻触与手指的压力,提供一种测量压力大小与位置的方法。再者,相较于被动矩阵类型,这种新型的阵列所消耗的功率较少,反应时间也更快。

Park表示:“利用空气作为产生场效电晶体(FET)的介电层,能够因为石墨烯通道与空气间的介面干净,从而显著提高电晶体的性能。此外,这种空气介电层的厚度是由所施加的压力而决定的,因此,透过这种技术,能够更有效地侦测压力的变化。”

这种传感器能够同时测量小于10kPa的任何物体,例如轻敲至大于2MPa、人体的重量等,此外,它还能应用于3D触控面板或慢跑鞋。这项研究结果已经发表在最新一期的《自然通讯》(Nature Communications)期刊中。

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