傳統(tǒng)應(yīng)力/應(yīng)變傳感器在靈敏度、響應(yīng)時間、檢測范圍、穩(wěn)定性及使用壽命等方面改良空間越來越小。新型應(yīng)力/應(yīng)變傳感器要求器件具有柔性、延展性等特點。此外,新型應(yīng)力/應(yīng)變傳感器的性能、服役行為、成本等都是急需研究和亟待解決的。本論文以微納技術(shù)為手段,從低維材料的開發(fā)與利用、器件的可控制備與性能優(yōu)化出發(fā),通過實驗結(jié)果與理論分析結(jié)合,研制出了若干種新型應(yīng)力/應(yīng)變傳感器,促進了智能可穿戴電子器件的發(fā)展與應(yīng)用。論文的主要研究工作包括以下六個方面:采用 ZnO(Zinc Oxide,氧化鋅)納米線與 MgO(Magnesium Oxide,氧化鎂)隧穿層構(gòu)建了高開關(guān)比壓力傳感器。通過水熱法制得ZnO納米線,原子層沉積技術(shù)制得MgO隧穿層。器件開關(guān)比為7.2×105,靈敏度為7.1×104 gf-1,響應(yīng)時間為128ms,檢測范圍為3.2到27.2gf。器件工作原理主要是基于ZnO的壓電效應(yīng)與MgO的隧穿效應(yīng)共同作用。通過PoP(Pencil-on-Paper,"鉛筆畫紙上")構(gòu)建了二維石墨片柔性紙基應(yīng)變傳感器。器件響應(yīng)時間為110ms,靈敏度為536,最小分辨應(yīng)變?yōu)?.13%。經(jīng)10000次應(yīng)變測試后,...

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２－２?（ａ）?ＺｎＯ納米顆粒的ＸＲＤ圖片；（ｂ）?ＺｎＯ納米顆粒的ＴＥＭ圖片Ｗ??

納米材料的制備工藝有很多，根據(jù)是否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)通常分為兩大類：??物理方法和化學(xué)方法；根據(jù)制備狀志的不同可Ｗ分為：氣相法、液相法和固??相法（如圖２－１）?Ｗ。大部分方法具有粒徑均勻，操作簡單等優(yōu)點；有的也??存在可生產(chǎn)材料范圍較窄，反應(yīng)條件較苛刻，如高溫高壓、真空等缺點。??’....

圖2-3溶膠一凝膠法制備出來的聚毗咯納米派粒Iy51

溶膠經(jīng)陳化膠粒間緩慢聚合，形成Ｈ維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的凝膠間充滿了失去流動性的溶劑，形成凝膠。凝膠經(jīng)過千燥、燒結(jié)固子乃至納米亞結(jié)構(gòu)的材料。凝膠是一種體積寵大，疏松，含水很沉淀。不同的制備和后處理條件，可使產(chǎn)品在孔結(jié)構(gòu)，比表面等很大范圍內(nèi)變化。與固相反應(yīng)相比，化學(xué)反應(yīng)將容易進行，而且的合....

圖2-4化學(xué)氣相沉積法制備BaTi03納米頤粒m

真空蒸鍛、瓣射錯膜、電弧等離子體錯、離子鍛膜，及分子束外延到目．前，物理氣相沉積技術(shù)不僅可沉積金屬膜、合金膜、還可Ｗ沉、陶瓷、半導(dǎo)體、聚合物膜等。是直接利用氣體，或者通過各種手轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w，使之在氣體狀態(tài)下發(fā)生物理變化或者化學(xué)反應(yīng)，最后程中凝聚長大形成納米粒子的方法。用該法可制備純....

圖2-5絲網(wǎng)印劇制備納米顆

２．２．２基于納米顆粒的應(yīng)力／應(yīng)變傳感器構(gòu)建方法??目前通過納米顆粒構(gòu)建應(yīng)力／應(yīng)變傳感器的方法有很多，主要包括印刷??法、蒸鍛法、機械混合法等。??（１）印刷法??就字面意義而言，著有痕跡謂之印，涂擦謂之刷。用刷涂擦而使有痕跡??著于其他物體，謂之印刷。簡而言之，印刷就是生產(chǎn)印刷....

本文編號：3903529