厚度仅40微米高灵敏超薄温度传感器研发成功

本文源自：科技日报

科技日报记者 梁乐

记者12月18日从中国科学院新疆理化技术研究所（以下简称“新疆理化所”）获悉，该所科研团队近期成功研制出一种高灵敏超薄温度传感器。该传感器厚度仅为40微米，具备优异的灵敏度和响应速度，有望为下一代电子皮肤、可穿戴设备等柔性智能感知系统提供有力的技术支撑。该研究成果近期发表于《ACS应用材料和界面》。

在智能医疗与机器人感知领域，柔性温度传感器的超薄化是实现高贴合度与集成度的核心前提。然而，实现高灵敏度需要高温材料工艺，而柔性基底却难以耐受高温。这导致器件在超薄形态下难以同时兼顾高灵敏度、优异柔韧性与长期稳定性。

针对这一技术瓶颈，新疆理化所研究团队采用“水溶性牺牲层辅助转移”策略，成功解决了高性能敏感材料与柔性基底之间的工艺兼容性难题，制备出总厚度仅为40微米的超薄柔性温度传感器。

据悉，研究人员采用高温制备和器件构建的分步法。这一方法既保障了敏感材料所必需的高温退火条件，又避免了柔性基底因高温而受损，从而为高性能无机材料与柔性衬底的结合提供了可靠技术路径。

为保障材料转移后的界面质量，研究团队通过有限元仿真与实验验证，设计并构建了氧化锌/氧化铪/钇稳定氧化锆异质界面结构，实现了对界面性能的主动调控。该结构有效抑制了界面处的元素扩散和热应力失配，显著提升了器件的可靠性与结构完整性。

新疆理化所研究员孔雯雯介绍，经过实验验证，超薄传感器展现出优异的综合性能：其电阻温度系数高达-4.1%/℃，响应时间仅192毫秒，在反复折叠与热冲击下仍能稳定工作。

（受访者供图）