發(fā)布時(shí)間：2022-07-27 21:16

　　21世紀(jì)進(jìn)入到一個(gè)信息網(wǎng)絡(luò)的大數(shù)據(jù)時(shí)代。信息終端逐步從大型主機(jī)向可穿戴設(shè)備推進(jìn),電子器件面臨著柔性化的挑戰(zhàn)。柔性電子技術(shù)研發(fā)新的電子材料和器件,模擬皮膚多性能性,這種系統(tǒng)即電子皮膚。柔性觸覺(jué)傳感器作為電子皮膚的重要組成之一,能夠響應(yīng)外界刺激,對(duì)智能機(jī)器人、醫(yī)療健康、移動(dòng)設(shè)備等方面的發(fā)展起到極大的推動(dòng)作用。研究人員通過(guò)對(duì)不同傳感機(jī)理的探索,研發(fā)了電容式、電阻式、壓電式、摩擦電式為代表的多種觸覺(jué)傳感器,不斷地提高器件的傳感性能。引入微結(jié)構(gòu)是以上多種觸覺(jué)傳感器提升性能的策略。例如,以微金字塔結(jié)構(gòu)作為介電層,可有效提高觸覺(jué)傳感器的靈敏度。然而,這些穩(wěn)定結(jié)構(gòu)在高壓區(qū)發(fā)生形變極難,造成了器件在高壓區(qū)靈敏度很低的結(jié)果。相對(duì)于常見(jiàn)的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),本文設(shè)計(jì)易失穩(wěn)的大高徑比微柱結(jié)構(gòu)來(lái)提高器件的靈敏度、增大響應(yīng)的壓力范圍。充分利用微結(jié)構(gòu)的變形特點(diǎn),結(jié)合離子型電容器的高靈敏度特性,提高了傳感器的靈敏度,優(yōu)化傳感器的性能。本文通過(guò)模板法制備易失穩(wěn)的微柱陣列。采用光學(xué)曝光和金屬催化刻蝕法在硅片上制得大高徑比的微孔結(jié)構(gòu),之后使用納米熱壓印并利用彈性體澆筑制得具有5:1高徑比的聚二甲基硅氧烷（PDMS）微柱結(jié)構(gòu)。鍍金后作... 

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 柔性觸覺(jué)傳感器的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 柔性觸覺(jué)傳感器的主要性能參數(shù)
        1.2.2 柔性觸覺(jué)傳感器的主要傳感機(jī)理
        1.2.3 柔性觸覺(jué)傳感器的基底選擇
        1.2.4 柔性觸覺(jué)傳感器的材料優(yōu)化
        1.2.5 柔性觸覺(jué)傳感器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    1.3 現(xiàn)存問(wèn)題與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路
    1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 大高徑比微柱結(jié)構(gòu)電極及傳感器的設(shè)計(jì)與制作
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
    2.3 實(shí)驗(yàn)流程圖
    2.4 大高徑比微孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制作
        2.4.1 使用材料與設(shè)備
        2.4.2 微柱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制作
    2.5 大高徑比微柱結(jié)構(gòu)的倒模
        2.5.1 使用材料與設(shè)備
        2.5.2 微柱結(jié)構(gòu)的倒模工藝
    2.6 電極和介電層的制作及電容器的封裝
        2.6.1 使用材料與設(shè)備
        2.6.2 柔性電極的制作
        2.6.3 離子型介電層的制作
        2.6.4 電容器的封裝
    2.7 本章小結(jié)
第3章 大高徑比微柱結(jié)構(gòu)柔性電容傳感器的性能測(cè)試
    3.1 引言
    3.2 柔性電容傳感器的性能測(cè)試
        3.2.1 性能測(cè)試使用的設(shè)備
        3.2.2 柔性電容傳感器的性能表征
    3.3 柔性電容傳感器的應(yīng)用測(cè)試
        3.3.1 柔性傳感器的陣列測(cè)試
        3.3.2 柔性傳感器的人體運(yùn)動(dòng)檢測(cè)
        3.3.3 柔性傳感器的人體健康參數(shù)監(jiān)測(cè)
    3.4 本章小結(jié)
第4章 傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能原理分析
    4.1 引言
    4.2 大高徑比微柱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理
    4.3 離子型電容傳感器的傳感機(jī)理
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]柔性可穿戴電子傳感器研究進(jìn)展[J]. 錢鑫,蘇萌,李風(fēng)煜,宋延林.  化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(07)
[3]填充炭黑對(duì)柔性觸覺(jué)傳感器用導(dǎo)電硅橡膠性能的影響[J]. 黃英,黃鈺,高峰,劉平,葛運(yùn)建.  功能材料. 2010(02)
[4]皮膚的力學(xué)性能概述[J]. 盧天健,徐峰.  力學(xué)進(jìn)展. 2008(04)
[5]AZ5214E反轉(zhuǎn)光刻膠的性能研究及其在剝離工藝中的應(yīng)用[J]. 陳光紅,于映,羅仲梓,吳清鑫.  功能材料. 2005(03)



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