明胶/羧化壳聚糖栅控氧化物神经形态晶体管

模仿大脑感知信息处理方式对于仿生智能感知系统的设计具有重要意义,而采用具有生物相容性和生物可降解特性的功能材料构建环境友好型神经形态器件是突触电子学研究的重要内容。本研究采用明胶/羧化壳聚糖(GEL/C-CS)复合电解质薄膜作为栅介质制作氧化物神经形态晶体管,模仿了不同湿度下的突触响应行为,包括兴奋性突触后电流和双脉冲易化。基于不同刺激数量下的突触塑性行为,提出了一种触觉对物体识别程度的量化处理方式。进一步搭建人工神经网络,实现了对MNIST手写数字的识别,识别精度达90%以上。这种GEL/C-CS栅控神经形态器件对仿生智能感知和脑启发神经形态系统的设计具有一定的参考价值。     

电阻式柔性触觉传感器的研究进展

电阻式柔性触觉传感器具有柔韧灵敏、简单可靠、检测范围广、易于集成化等特点，在触觉感知、人机交互、医疗健康等传感应用领域占据着极其重要的地位，具有广阔的应用前景。随着电阻式柔性触觉传感器的发展，其制备技术和结构设计愈加精密成熟，3D打印技术的应用以及各类微结构的设计使传感器柔韧性和灵敏性得到了极大的提高。然而，目前高性能电阻式柔性触觉传感器的制作工艺仍旧十分复杂，严重限制了其批量生产的能力。再加上电阻式柔性触觉传感器不能实现剪裁拼接、高效低耗等功能，因而无法满足人们对其大面积覆盖和高密度触觉感知的期望。此外，就性能而言，电阻式柔性触觉传感器也难以实现高柔与高敏的兼顾效果，在传感上仍有局限性。为了解决这些难点，众多国际学者在柔性衬底材料、导电敏感材料的选择，以及敏感单元、阵列结构的设计上进行了大量的研究，搭建电子皮肤触觉感知系统。如今，电阻式柔性触觉传感器已经朝着微型化、集成化、自愈合、自清洁、生物适应、生物降解、神经接口控制等方向发展，并在多功能传感上取得了卓越成果。本文首先介绍了电阻式柔性触觉传感器的检测原理和性能指标，然后从材料选择、结构设计和性能优化方面概述了电阻式柔性触觉传感器的...     

衬底温度对柔性硫化锌薄膜结构与光学性能的影响北大核心CSCD

本文利用射频磁控溅射薄膜沉积技术在柔性聚酰亚胺(PI)、氧化铟锡(ITO)玻璃及石英玻璃衬底上制备了透明硫化锌(ZnS)薄膜。通过改变生长过程中的衬底温度,全面系统地研究了衬底温度对柔性和刚性ZnS薄膜的晶体结构、光透过率、光学常数以及表面性能影响的规律。研究表明升高衬底温度有利于形成ZnS薄膜(111)晶面的择优取向生长。不同衬底温度条件下制备的柔性和刚性ZnS薄膜在可见光波长范围内的平均光透过率均大于80%;在红外波长范围的平均光透过率达到85%。柔性ZnS薄膜在400 nm-890 nm波长范围内的光学折射率为2.21-2.56。刚性ZnS薄膜的光学折射率随着衬底温度的升高有所增加,当衬底温度为300℃时,刚性ZnS薄膜在890 nm波长处的折射率达到2.26。柔性ZnS薄膜厚度及表面粗糙度均随着衬底温度的升高而降低,当衬底温度为300℃时,柔性ZnS薄膜表面均方根粗糙度达到最小值2.99 nm。为实现高性能柔性ZnS光电器件,应控制生长柔性ZnS薄膜的衬底温度在200℃-300℃,以获得最优化的器件性能。     

苏州纳米所可穿戴柔性仿生纳米传感器研究获进展

正柔性仿生传感器是一种用于实现仿人类感知功能(触觉、嗅觉、味觉、听觉、视觉等)的人造柔性电子器件。近年来,随着柔性电子学的发展,由于其在消费电子市场、军事、医疗健康等电子信息产业领域表现出了极大的应用     

柔性基材表面功能薄膜的制备与应用研究进展

当前,新材料的研发向多功能化、复合化、低维化发展,在柔性基材表面制备功能薄膜是一个重要的方向.在相关产业的带动下,基础研究和应用研究在近年得到了快速发展.从柔性基材表面功能薄膜的种类、制备技术和柔性基材3个方面介绍了当前的研发状况,并展望了未来的发展趋势.     

一种新颖的用于触觉再现的平行菱形链连接模型

针对如何提高虚拟触觉再现的精度与实时性问题,提出了一种新颖的基于物理意义的平行菱形链连接触觉变形模型.该模型中各个链结构单元中菱形的长度等比例变化,因而计算量小;改变链结构单元中菱形的长度和夹角就可方便对不同的柔性体进行建模,系统中各个链结构单元的相对位移的叠加对外等效为物体表面的变形,与之相连的弹簧弹性力的合力等效为物体表面的接触力.利用手控器对柔性体的接触变形和实时虚拟触觉反馈进行了仿真.实验表明所提出的方法适用于柔性体的触觉反馈计算,能够满足精细作业对虚拟现实系统的要求.     

氧化物功能薄膜器件的柔性化策略

以可延展和可弯曲为特点的柔性电子器件因其在信息、医疗、能源等领域的巨大前景而受到众多研究者的广泛关注,成为近年来的研究热点。氧化物功能薄膜材料由于其丰富的电学/磁学/光学等性能及独特的多场耦合特性,成为物理学和材料学的重要研究对象,并被应用于各种电学/光学器件中。随着器件越来越多地应用于各种复杂曲面环境以及与人体或人体组织密切贴合,对氧化物薄膜器件可延展和可弯曲等柔性化的需求日益迫切。由于高质量氧化物薄膜的生长需要较高的温度,且对生长基底和薄膜之间的界面控制要求较高,因此,氧化物薄膜与可延展柔性基底的集成存在很大的挑战。将氧化物薄膜直接沉积在柔性金属箔片或高分子基底上,需要克服金属基底与薄膜界面控制困难或高分子基底对生长温度的耐受性差等困难。在刚性基底上沉积功能氧化物薄膜后,通过剥离、转印到可延展柔性基底上是一种解决方案。但其中的挑战在于如何可控地将薄膜完整地从生长基底剥离。针对这一挑战,发展了通过化学刻蚀牺牲层的化学转印技术和通过范德瓦尔斯外延或激光剥离的物理剥离方法。本文综述了近年来发展的氧化物薄膜器件柔性化的若干进展,归纳了以上几种主要的柔性化策略,包括在金属基底、高分子基底等柔性基底上直接生长和通过化学刻蚀和物理剥离转印等技术实现的柔性化,分析了几种柔性化策略的优势和局限性,总结了柔性氧化物薄膜器件制备中的挑战和机遇。     

柔性透明导电薄膜及其制备技术

在柔性衬底上制作的器件具有重量轻、柔软等优点,所以柔性透明导电薄膜成为当前的研究热点.柔性衬底存在不耐高温的缺点,从而限制了柔性透明导电薄膜的性能.总结了近年来对柔性衬底材料处理的方法,并介绍了柔性透明导电ITO薄膜和ZAO薄膜,分析了它们的研究现状,同时讨论了柔性薄膜的制备方法,最后对柔性透明TCO领域未来的研究和应用工作进行了展望.     

柔性薄膜太阳电池的研究进展

综述了近年来柔性薄膜太阳电池的发展状况,结合柔性薄膜太阳电池的发展历史,分析了用作柔性衬底薄膜太阳电池的研究成果,探讨了各种器件结构的优缺点,并介绍了柔性衬底材料的选择及柔性太阳电池的研究进展。     

柔性非晶InGaZnO薄膜晶体管栅绝缘层的研究

采用磁控溅射方法,在聚酰亚胺薄膜上室温制备了非晶铟镓锌氧(a-IGZO)柔性薄膜晶体管(TFT)。其中,栅绝缘层选择了不同厚度比例的氧化硅(SiO_x)与氧化坦(TaO_x)薄膜的搭配,对比研究了不同栅绝缘层结构的薄膜特性以及所对应的柔性TFT器件的操作特性和偏压稳定性。实验结果表明,TaO_x的成膜速率明显高于SiO_x;随着TaO_x所占比例的增加,栅绝缘层表面粗糙度降低,介电常数显著提高。以300nm厚TaO_x搭配300nm厚SiO_x为例,栅绝缘层相对介电常数可以达到10,对应的a-IGZOTFT表现出了更高的的开态电流和更低的阈值电压,但是器件漏电流略有增加,正偏压稳定性也会有所下降。     

柔性有机发光二极管材料与器件研究进展

有机发光二极管(Organic Light Emitting Diodes,简称OLED)是全固态的薄膜发光器件。由于OLED的可柔性制备、低驱动电压、低功耗等优点,其在未来的可穿戴应用上具有广阔的发展前景。目前,小尺寸的OLED显示器已经实现商业化,大尺寸的OLED电视和照明也已有产品问世,但OLED器件的可穿戴应用尚处于探索期。综述了近年来基于可穿戴应用的柔性OLED材料及器件技术的研究进展,具体介绍了柔性基板材料、柔性薄膜晶体管材料、柔性OLED发光层技术、柔性薄膜封装材料与技术等方面的研究进展。此外,介绍了近几年来兴起的一些新型的柔性器件制备技术,如柔性纤维布基底技术、纤维状聚合物发光电化学池技术、对称平面层器件结构和狭缝涂布式印刷技术等。最后,对柔性OLED材料与器件技术的发展趋势进行了展望。     

柔性人工突触:面向智能人机交互界面和高效率神经网络计算的基础器件

人工智能技术的发展为人机交互、感知系统、机器人及假肢的控制等带来了革命性变化,同时对复杂数据的处理和人机交互界面提出了新的要求。不同于目前基于软件系统和冯·诺依曼构架实现的神经网络,人脑运算方式具有高效率和低功耗的特点。因此,在硬件层面上模拟人脑的神经拟态器件,对构建新的运算系统具有重要意义。此外,神经拟态器件能够将传感器数字信号转变成类神经模拟信号,有望实现与生物神经信号的兼容,构建智能、高效的人机交互界面。因此,神经形态器件受到了广泛研究,其相关材料、制备工艺和器件结构不断得到优化,例如基于晶体管和忆阻器的柔性仿生人工突触器件均实现了视觉信息处理、运动识别、类脑神经记忆等功能。目前,虽然随着研究的不断深入,仿生人工突触器件的工作原理得到了一定解释,但深入的机理仍有待挖掘:(1)针对生物个体间的差异,以及同一个体不同感知系统的差异,需要对人工突触器件突触后信号进行调控,以获得与生物神经信号更好的兼容性;(2)生物突触的树突结构,能够搜集、整合和调制时间和空间的信号,模拟树突的信号整合机制,将有助于改善多栅极人工突触晶体管的设计方案,实现对人工突触器件信号整合功能的调控;(3)目前多数研究是基于硬质衬底上的器件设计,对于在柔性衬底上的形变-异质界面-器件电子学性能的规律还有待研究,需要对应力应变下柔性人工突触器件的稳定性与失效机制进行探究。本文归纳了柔性仿生人工突触器件的最新研究进展,分别从器件结构、材料选择、工作机理等角度进行介绍,分析了人工突触器件面临的问题和潜在应用领域。本综述期望为柔性人工突触的设计、制备和应用提供一定参考。     

柔性有机薄膜电致发光显示材料及器件

有机薄膜电致发光显示器件(OLED)近年来得到了迅猛发展,是未来全固体平板式彩色显示器的重要候选者,其最大优势之一是可以制作成柔性显示器件。本文综述了柔性有机电致发光材料及器件的发展概况、工作原理与优缺点,目前制作此类器件中存在的困难及解决这些困难的有效措施。     

HgCdTe分子束外延柔性制造技术研究

报道了近年来在ＨｇＣｄＴｅ分子束外延柔性制造技术研究中取得的初步结果,并对面临的任务进行了讨论。研究表明：ＨｇＣｄＴｅ分子束外延薄膜具有很好的组分均匀性、表面形貌、电学参数以及组分可重复性。用分子束外延ＨｇＣｄＴｅ薄膜成功地研制出了３２×３２红外焦平面器件。     

Ag纳米颗粒修饰(K0.5Na0.5)NbO3/PVDF柔性压电能量收集器及其性能

将机械能转换为电能的压电能量收集器可为便携式可穿戴电子器件提供持续、独立的供电方案，促进柔性电子技术向智能化、集成化、多功能化方向发展。本文采用光还原法制备了Ag纳米颗粒修饰的铌酸钾钠(KNN)颗粒并将其与聚偏氟乙烯(PVDF)复合，得到Ag-KNN/PVDF压电复合薄膜。采用热压法在两层PVDF中复合Ag-KNN/PVDF薄膜，得到三明治结构的柔性复合压电薄膜(PAKP)及压电柔性能量收集器。研究结果表明：当Ag摩尔分数为1%时，PAKP柔性复合薄膜的极性β相最大，且压电输出性能最佳，输出电压可达6.39 V，是无Ag修饰样品的1.43倍，器件的最大瞬时功率为150.5 nW。经过3 000次循环测试后，器件的电压输出幅度无明显变化。将其固定于自行车车架上，收集自行车行进中的机械能可使220 nF电容在200 s内充电至1.2 V，表明其在低功耗电子器件自供电领域具有良好的应用前景。     

薄膜太阳电池用TCO薄膜制造技术及其特性研究

阐述了玻璃衬底、柔性衬底透明导电氧化物薄膜(Transparent conductive oxides-TCO)以及硅基薄膜太阳电池应用方面的最新研究成果。绒面结构可以提高薄膜太阳电池效率和稳定性并降低生产成本。磁控溅射技术和LP-MOCVD技术是制造绒面结构ZnO-TCO薄膜(例如"弹坑"状和"类金字塔"状表面)的主流生长技术;高迁移率TCO薄膜(IMO、IWO、ZnO∶Ga等)以及柔性衬底TCO薄膜是研究开发的重点。     

柔性基体表面原子层沉积Al_2O_3薄膜研究进展

随着机械、光学、微电子和纳米科技等领域的发展,在柔性基体上如聚酯(PET)、聚乳酸酯(PLA)、聚酰亚胺(PI)等聚合物表面沉积Al_2O_3薄膜作为阻挡层、介电层、钝化层的研究也越来越多。无机Al_2O_3薄膜因其机械强度与硬度高、光学性能优良、透明性高与绝缘性好、耐磨、抗蚀及化学惰性等特点引起人们的极大兴趣。较传统薄膜制备技术,原子层沉积(ALD)技术制备的薄膜具有精确的厚度和成分可控性、高度均匀性和保形性,成为制备Al_2O_3薄膜的主要方式之一。本综述首先概述了原子层沉积原理,其次阐述了柔性沉积基体的特点,介绍了Al_2O_3薄膜的生长过程和影响因素,比较了在柔性基体上热原子层沉积和等离子体辅助原子层沉积Al_2O_3薄膜的优缺点,最后总结和展望了ALD制备Al_2O_3薄膜的研究趋势和应用前景。     

能量过滤磁控溅射技术室温制备ITO膜的光电特性及其应用

利用在直流反应磁控溅射(DMS)技术基础上改进的能量过滤磁控溅射(EFMS)技术制备了ITO薄膜,并将其应用于顶发射有机电致发光器件(TOLED)的阳极。利用X射线衍射、原子力显微镜、椭圆偏振光谱仪和四探针方块电阻测试仪分析了薄膜的结构、表面形貌、光学和电学特性,利用自搭建的电压-电流密度-发光效率测试系统测量了TOLED器件的发光效率。结果表明,与DMS技术相比,EFMS技术可有效抑制对有机功能层的溅射损伤,制备的ITO薄膜表面更平整,晶粒尺寸更细小,而且具有优良的光学和电学性能(400~800 nm波长范围的平均透射率为87.1%;方块电阻低至4.56×10-4Ω·cm)。以该薄膜为阳极的TOLED器件的发光效率显著提高,在3.26 m A/cm2的电流密度下发光效率达到0.09 lm/W。     

空间飞行器用薄膜温度/应变传感技术研究

随着功能薄膜制备方法及微细加工技术的日益成熟，基于各类薄膜敏感元件的薄膜传感技术蓬勃发展。薄膜传感器件尺寸小、集成度高、灵敏度高，在深空探测、空间飞行器结构健康监测、载人航天等领域展现出广阔的应用前景。针对空间飞行器的各类传感需求，对低温/高温温度传感、热流传感、高温应变传感、柔性大应变传感、柔性智能蒙皮等应用中薄膜传感材料和器件的关键技术及国内外研究现状进行了综述，并对薄膜传感技术的未来发展进行了展望。     

柔性储能电池电极的设计、制备与应用EI北大核心CSCD

随着便携式、可穿戴电子器件的迅速发展,柔性储能器件的研究逐渐转向微型化、轻柔化和智能化等方向。同时人们对器件的能量密度、功率密度和力学性能有了更高的要求。电极材料作为柔性储能器件的核心部分,是决定器件性能的关键。柔性储能电子器件的发展,又迫切需要新型电池技术和快速、低成本且可精准控制其微结构的制备方法。因此,柔性锂/钠离子电池、柔性锂硫电池、柔性锌空电池等新型储能器件的研发成为目前学术界研究的热点。本文论述了近年来柔性储能电池电极的研究现状,着重对柔性电极材料的设计(独立柔性电极和柔性基底电极)、不同维度柔性电极材料的制备工艺(一维材料、二维材料和三维材料)和柔性储能电极的应用(柔性锂/钠离子电池、柔性锂硫电池、柔性锌空电池)进行对比分析,并对电极材料的结构特性和电化学性能进行了讨论。最后,指出了柔性储能器件目前所面临的问题,并针对此类问题展望了柔性储能器件未来的重点在于新型固态电解质的研发、器件结构的合理设计及封装技术的不断优化。