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柔性
薄膜組裝集成芯片傳感器
硅芯片是當(dāng)代信息技術(shù)的核心,當(dāng)前正向“深度摩爾”(More Moore)和“超越摩爾”(More than Moore)兩個(gè)方向發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應(yīng)用是“超越摩爾”技術(shù)路線中相當(dāng)重要的一環(huán),需要數(shù)量巨大的集成電路芯片來(lái)分析處理來(lái)自外部傳感器件的海量信號(hào)。目前,大多數(shù)傳感信號(hào)采集器件和信號(hào)處理單元均為分離設(shè)計(jì),將在整體上產(chǎn)生更大功耗并占據(jù)更大的空間。由此,復(fù)旦大學(xué)材料科學(xué)系教授梅永豐課題組提出了將信號(hào)檢測(cè)和分析功能集成于同一個(gè)芯片器件中的全新概念。作為演示,研究團(tuán)隊(duì)將單晶硅薄膜柔性光電晶體管與智能薄膜材料相結(jié)合和組裝,構(gòu)造了對(duì)不同環(huán)境變量進(jìn)行檢測(cè)和分析的柔性硅芯片傳感器及其系統(tǒng)。這一思路不僅具有優(yōu)異的可擴(kuò)展性,還可與當(dāng)前集成電路先進(jìn)制造工藝相兼容。5月2日,相關(guān)研究結(jié)果以《面向智能數(shù)字灰塵的硅納米薄膜光電晶體管多功能集成傳感器研究》(“Silicon Nanomembrane Phototransistor Flipped with Multifunctional Sensors towards Smart Digital Dust”)為題發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》(Science Advances)上。研究團(tuán)隊(duì)從器件的傳感機(jī)理入手,利用柔性薄膜組裝集成芯片傳感器,實(shí)現(xiàn)了多種環(huán)境參數(shù)探測(cè)功能的集成。圖1:(A) 器件主要功能層示意圖;(B) 貼附于曲面上的柔性傳感器件陣列;(C) 智能傳感器件功能區(qū)的光學(xué)顯微照片;(D)用于濕度傳感的集成系統(tǒng)構(gòu)造圖;(E) 氫氣通入前后參比器件與檢測(cè)器件的電流變化,紅色為參比電流,藍(lán)色為檢測(cè)電流。智能材料在環(huán)境刺激中可以發(fā)生折射率、顏色、晶體結(jié)構(gòu)等方面的光學(xué)性質(zhì)變化,但一般需要光譜設(shè)備或比色卡才能進(jìn)行比對(duì)。而翻轉(zhuǎn)的硅薄膜光電晶體管由于沒(méi)有柵極金屬阻擋功能區(qū)域的光信號(hào)吸收,可以更容易獲得高靈敏的傳感特性。利用這一點(diǎn),研究團(tuán)隊(duì)將多種智能薄膜材料貼合在器件功能區(qū),智能材料內(nèi)部物理性質(zhì)變化引起了微小光學(xué)性能改變,從而表現(xiàn)在輸出的光電流上,因此可以在同一個(gè)芯片上實(shí)現(xiàn)對(duì)多種不同信號(hào)的同時(shí)檢測(cè)。圖1A展示了傳感器件典型的功能層結(jié)構(gòu),頂層的智能薄膜材料對(duì)環(huán)境刺激發(fā)生響應(yīng),進(jìn)而改變下方硅單晶薄膜光電晶體管的輸出信號(hào)。具有2微米厚的熱氧化二氧化硅層則作為光電晶體管的封裝,對(duì)下方器件進(jìn)行保護(hù)。硅薄膜光電晶體管完全由晶圓級(jí)先進(jìn)集成電路工藝方法制備而成,結(jié)合了傳統(tǒng)硅基光電子器件的高性能和硅納米薄膜超薄厚度下的優(yōu)良柔性。圖1B是貼附于半徑僅為2毫米直徑玻璃管上的柔性器件陣列,表現(xiàn)出良好的彎曲性能。圖1C是單個(gè)器件功能區(qū)域的特寫(xiě),在藍(lán)色虛框部分集成不同智能材料即可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同環(huán)境信號(hào)的檢測(cè)。圖1D是具有完備傳感與數(shù)據(jù)處理功能的柔性系統(tǒng)合成圖,包括傳感與參比器件、邏輯與存儲(chǔ)單元、信號(hào)放大器和電源。研究團(tuán)隊(duì)利用該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境中濕度的實(shí)時(shí)、快速檢測(cè),演示的信號(hào)為依次減小的三個(gè)濕度脈沖。整個(gè)過(guò)程中直接對(duì)環(huán)境變化做出響應(yīng)的信號(hào),即參比器件與傳感器件輸出電流隨時(shí)間的變化如圖1E中所示。當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化(如圖所示通入氫氣),傳感器件的輸出電流大幅增加,而參比電流保持平穩(wěn),再利用差分電路處理,即可給出所檢測(cè)的環(huán)境參數(shù)的值。研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了將智能材料與光電傳感結(jié)合的新穎傳感機(jī)制,并將傳感模塊與后續(xù)信號(hào)處理等模塊集成在一起,展示了其在氣體濃度、濕度、溫度等多種環(huán)境參數(shù)檢測(cè)方面的能力,已經(jīng)初步具備了未來(lái)的“智能數(shù)字灰塵”的雛形。該策略也可以應(yīng)用于其他的數(shù)字傳感系統(tǒng),在后摩爾時(shí)代中將具有巨大的應(yīng)用潛力。論文主要由李恭謹(jǐn)博士,博士研究生馬喆和尤淳瑜合作完成,并獲得韓國(guó)延世大學(xué)Taeyoon Lee教授和中科院微系統(tǒng)所狄增峰研究員的合作支持。該工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委、上海市科委、復(fù)旦大學(xué)和專用集成電路與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等大力支持。
復(fù)旦大學(xué)
2021-04-11
柔性
薄膜組裝集成芯片傳感器
( (A) 器件主要功能層示意圖;(B) 貼附于曲面上的柔性傳感器件陣列;(C) 智能傳感器件功能區(qū)的光學(xué)顯微照片;(D)用于濕度傳感的集成系統(tǒng)構(gòu)造圖;(E) 氫氣通入前后參比器件與檢測(cè)器件的電流變化,紅色為參比電流,藍(lán)色為檢測(cè)電流 )
復(fù)旦大學(xué)
2021-01-12
柔性
電極濕式靜電除塵技術(shù)
山東大學(xué)燃煤污染物減排國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的柔性電極濕式靜電除塵技 術(shù),利用靜電除塵原理,采用新型耐酸堿腐蝕性優(yōu)良的柔性陽(yáng)極材料,整套裝 置細(xì)顆粒物去除效率 83~87%,協(xié)同脫除酸霧>80%,水霧>95%,汞>70%,系 統(tǒng)可靠,零堿耗、零水耗、零廢水、無(wú)腐蝕,適用于鈣法\氨法脫硫和硫酸脫氨 尾氣治理。經(jīng)過(guò)以中國(guó)工程院秦裕琨院士為主任、任陣海院士為副主任的鑒定 委員會(huì)鑒定,為國(guó)內(nèi)唯一擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的濕式靜電除塵技術(shù),成果達(dá) 國(guó)際領(lǐng)先水平。
山東大學(xué)
2021-04-13
柔性
PEDOT基新型室溫?zé)犭姴牧?/span>
該研究在基于以往使用離子液體處理PEDOT:PSS導(dǎo)電聚合物所取得成果的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步優(yōu)化了材料的塞貝克系數(shù)以實(shí)現(xiàn)更好的熱電轉(zhuǎn)換效率。對(duì)于PEDOT/IL復(fù)合有機(jī)熱電材料,僅靠離子液體對(duì)PEDOT:PSS的有序性優(yōu)化,復(fù)合薄膜的塞貝克系數(shù)并未得到顯著改善,功率因子PF提升不明顯。為提高復(fù)合物薄膜的塞貝克系數(shù),研究人員提出了使用還原劑對(duì)PEDOT:P
南方科技大學(xué)
2021-04-14
一種高速
柔性
標(biāo)簽投放裝置
本發(fā)明公開(kāi)了一種高速柔性標(biāo)簽投放裝置,包括機(jī)架及安裝在 機(jī)架上的標(biāo)簽盒機(jī)構(gòu)、取標(biāo)機(jī)構(gòu)和送標(biāo)機(jī)構(gòu),所述標(biāo)簽盒機(jī)構(gòu)包括標(biāo) 簽盒,以及安裝在標(biāo)簽盒上的直線導(dǎo)軌、上限位機(jī)構(gòu)、下限位桿、標(biāo) 簽壓塊、標(biāo)簽支撐板和吹氣噴嘴;所述取標(biāo)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)氣缸、真空 吸盤(pán)和取標(biāo)氣缸;所述送標(biāo)機(jī)構(gòu)包括標(biāo)簽導(dǎo)向臺(tái)和推標(biāo)氣缸。本標(biāo)簽 投放裝置的標(biāo)簽盒取標(biāo)口處設(shè)有吹氣噴嘴結(jié)構(gòu),在取標(biāo)時(shí)吹出平行氣 流,破壞標(biāo)簽之間的真空,將標(biāo)簽分離,保證取標(biāo)時(shí)只取一張標(biāo)簽。
華中科技大學(xué)
2021-04-14
一種
柔性
膜張力檢測(cè)輥
本發(fā)明屬于柔性膜卷繞輸送相關(guān)設(shè)備領(lǐng)域,并公開(kāi)了一種柔性膜張力檢測(cè)輥,它包括水平聯(lián)接成一體的總張力檢測(cè)組件和張力分布 檢測(cè)組件;所述總張力檢測(cè)組件呈底座的形式,并且它的底座芯軸沿 著周向方向設(shè)置有多個(gè)應(yīng)變式傳感器,用于對(duì)柔性膜輸送過(guò)程中總張 力的實(shí)時(shí)檢測(cè);所述張力分布檢測(cè)組件呈輥筒的形式,由模塊化的多 個(gè)輥單元首尾連接而成,其中各個(gè)輥單元之間通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)磁 性相連和依次供電,并且它的輥筒的軸向和周向分布有柔性傳感器, 由此執(zhí)行各個(gè)輥單元獨(dú)立對(duì)應(yīng)區(qū)域的張力分布檢測(cè)。通過(guò)本發(fā)明,能 夠以結(jié)構(gòu)緊湊、便
華中科技大學(xué)
2021-04-14
JS-008
柔性
抗裂找平砂漿
JS-008柔性抗裂找平砂漿 本產(chǎn)品是采用德國(guó)進(jìn)口瓦克柔性膠粉與多種精細(xì)研磨材料和無(wú)機(jī)材料復(fù)合而成的柔性抗裂找平砂漿,適用于外墻保溫砂漿面層、混凝土、水泥砂漿飾面層、真石漆...
山東基舜節(jié)能建材有限公司
2021-09-03
100H 全數(shù)字
永磁
交流伺服驅(qū)動(dòng)器
南京工程學(xué)院
2021-04-13
低重稀土耐高溫?zé)Y(jié)釹鐵硼
永磁
及其制備技術(shù)
北京工業(yè)大學(xué)
2021-04-14
低重稀土耐高溫?zé)Y(jié)釹鐵硼
永磁
及其制備技術(shù)
北京工業(yè)大學(xué)
2021-04-14
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