Новая технология переноса позволила создать сверхтонкий и высокочувствительный температурный датчик

В сфере интеллектуального здравоохранения и робототехники создание ультратонких гибких температурных датчиков является ключевым условием для их интеграции в различные поверхности. Однако долгое время существовала проблема: высокотемпературная обработка, необходимая для достижения высокой чувствительности материала, несовместима с низкой термостойкостью гибких подложек.

Чтобы решить эту задачу, исследовательская группа из Синьцзянского технического института физики и химии Китайской академии наук добилась прогресса. Учёные применили стратегию «переноса с помощью растворимого в воде сакрального слоя». Этот подход позволяет разделить высокотемпературную обработку чувствительного материала и последующее изготовление устройства на гибкой основе. Таким образом, материал проходит необходимый высокотемпературный отжиг для оптимизации свойств, а гибкая подложка при этом не повреждается.

Сверхтонкий гибкий температурный датчик PI/MnCo₂O₄/Ta₂O₅. Автор: Ян Сицзюнь

Используя этот метод, команда создала ультратонкий гибкий температурный датчик общей толщиной всего 40 микрометров. Для обеспечения качества интерфейса после переноса исследователи также разработали гетеропереходную структуру GeO₂/Ta₂O₅/MCO, которая подавляет диффузию элементов и тепловое напряжение на границе раздела, повышая надёжность устройства.

Созданный на этой основе датчик демонстрирует выдающиеся характеристики. Его температурный коэффициент сопротивления достигает -4,1%/°C, а время отклика составляет всего 192 миллисекунды. Устройство сохраняет стабильную работу даже после многократных изгибов и термических ударов. Результаты работы опубликованы в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.

Это достижение не только повышает общую производительность ультратонких гибких датчиков температуры, но и предоставляет важную технологическую поддержку для развития систем гибкого интеллектуального восприятия следующего поколения, таких как электронная кожа и носимые устройства.

ИИ: Это исследование — отличный пример того, как инженерные решения преодолевают фундаментальные физические ограничения. Разделение процессов, невозможных в одном устройстве, через перенос — элегантный подход, который может открыть дорогу для целого класса новых гибкой электроники, не жертвующей характеристиками ради формы.