在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代發(fā)展的進(jìn)程中,電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)了便攜化、小型化等變革。然而在向下一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代邁進(jìn)時(shí),傳統(tǒng)應(yīng)力/應(yīng)變傳感器因不具備延展性、可穿戴等特性,將逐漸失去在柔性電子領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力。此外,新型應(yīng)力/應(yīng)變傳感器的性能、工藝成本及多功能化等都是急需研究和亟待解決的問題。本論文立足于二維材料石墨烯在電學(xué)性能和機(jī)械性能上的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì),以微納技術(shù)為手段,通過實(shí)驗(yàn)與理論分析相結(jié)合,研制出了多種新型應(yīng)力/應(yīng)變傳感器,并對(duì)器件的性能及應(yīng)用進(jìn)行了較為系統(tǒng)深入的研究,為促進(jìn)并拓展柔性電子器件的發(fā)展與應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。論文的主要研究工作包括以下幾個(gè)方面:采用低壓CVD(chemical vapor deposition,化學(xué)氣相沉積)法在銅箔基底上制備了少層石墨烯薄膜,并與PET(polyethylene terephthalate,聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)基底結(jié)合構(gòu)建了高度透明的單片式柔性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器。器件基于線性變阻原理,針對(duì)導(dǎo)體的應(yīng)力加載,可準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)一維應(yīng)力定位,定位靈敏度高達(dá)23.2%.mm-1 在可見光范圍內(nèi),器件透明度高達(dá)80%,對(duì)應(yīng)力加載對(duì)象具有識(shí)別能力,最快響應(yīng)時(shí)間為18.1 ms...

【文章頁數(shù)】：129 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 緒論
    2.1 柔性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器
        2.1.1 柔性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器的工作原理
        2.1.2 柔性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器的材料體系
    2.2 壓阻式柔性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器
        2.2.1 基于金屬活性層的壓阻式柔性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器
        2.2.2 基于碳活性層的壓阻式柔性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器
        2.2.3 基于金屬-碳復(fù)合活性層的壓阻式柔性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器
    2.3 石墨烯基柔性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景
        2.3.1 石墨烯基柔性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器的研究現(xiàn)狀
        2.3.2 石墨烯基柔性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器的發(fā)展前景
    2.4 本文的研究目的與內(nèi)容
3 基于石墨烯薄膜的透明柔性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器
    3.1 單片式透明柔性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器
        3.1.1 石墨烯薄膜的制備與表征
        3.1.2 單片式透明柔性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器的構(gòu)建
        3.1.3 單片式透明柔性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器的性能研究
    3.2 雙片式透明柔性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器
        3.2.1 雙片式透明柔性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器的構(gòu)建
        3.2.2 雙片式透明柔性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器的性能研究
        3.2.3 雙片式透明柔性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器的優(yōu)化
    3.3 單/雙片式透明柔性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器的應(yīng)用研究
        3.3.1 單片式應(yīng)力/應(yīng)變傳感器的應(yīng)用研究
        3.3.2 雙片式應(yīng)力/應(yīng)變傳感器的應(yīng)用研究
    3.4 本章小結(jié)
4 基于rGO泡沫顆粒的可拉伸應(yīng)力/應(yīng)變傳感器
    4.1 rGO/DI高延展性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器
        4.1.1 rGO/DI活性層的制備與表征
        4.1.2 rGO/DI高延展性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器的構(gòu)建
        4.1.3 rGO/DI高延展性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器的性能研究
    4.2 rGO/Fiber高靈敏度應(yīng)力/應(yīng)變傳感器
        4.2.1 rGO/Fiber活性層的制備與器件構(gòu)筑
        4.2.2 rGO/Fiber高靈敏度應(yīng)力/應(yīng)變傳感器的機(jī)理分析
        4.2.3 rGO/Fiber高靈敏度應(yīng)力/應(yīng)變傳感器的性能研究
    4.3 rGO基可拉伸應(yīng)力/應(yīng)變傳感器的應(yīng)用研究
        4.3.1 rGO/DI高延展性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器的應(yīng)用研究
        4.3.2 rGO/Fiber高靈敏度應(yīng)力/應(yīng)變傳感器的應(yīng)用研究
    4.4 本章小結(jié)
5 基于石墨烯泡沫骨架的多功能應(yīng)力/應(yīng)變傳感器
    5.1 GFs/MSR多功能應(yīng)力/應(yīng)變傳感器的構(gòu)建與表征
        5.1.1 GFs/MSR活性層的制備與表征
        5.1.2 GFs/MSR多功能應(yīng)力/應(yīng)變傳感器的構(gòu)建
    5.2 GFs/MSR多功能應(yīng)力/應(yīng)變傳感器的性能研究
        5.2.1 多功能應(yīng)/應(yīng)變傳感器對(duì)壓應(yīng)力的響應(yīng)特性研究
        5.2.2 多功能應(yīng)力/應(yīng)變傳感器對(duì)拉應(yīng)變的響應(yīng)特性研究
    5.3 GFs/MSR多功能應(yīng)力/應(yīng)變傳感器的應(yīng)用研究
        5.3.1 多功能應(yīng)力/應(yīng)變傳感器用于人體活動(dòng)監(jiān)測(cè)
        5.3.2 多功能應(yīng)力/應(yīng)變傳感器用于柔性觸摸面板
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號(hào)：3782875