摘要：具有出色电学响应和自供电能力的柔性可穿戴传感器已成为个人医疗保健和人机交互领域重要的研究方向.本文制备了一种基于摩擦纳米发电机的柔性自供电触觉传感器,由具有微四棱锥台结构的PDMS薄膜、铜电极以及P(VDF-TrFE)纳米纤维组成.在外部机械力刺激下,该传感器能通过接触-分离模式直接产生电学信号.MEMS工艺制备的均匀可控的微四棱锥台结构和静电纺丝制备的P(VDF-TrFE)纳米纤维,使得传感器展现出高灵敏度(2.97 V kPa^-1、高稳定性(超过40000次循环没有衰减)、快速响应(在1 Hz频率下60 ms)、低压力探测能力(重约35 mg,压强约为4 Pa的水滴)以及良好的线性度(在低压力区域为0.99231).PDMS薄膜的超柔韧性和优异的生物相容性,使得传感器能舒适地贴合在人体皮肤上.此外,所设计的传感器可以通过判断对应的电学响应信号识别各种人体运动类型.基于上述优势,该摩擦纳米发电机有望应用于姿态监测、健康评估以及人机交互等领域.

摘要：为提高电容器的比电容,设计了基于三维（3D）结构的金属-绝缘体-金属（MIM）电容器。采用原子层沉积（ALD）技术制备电容器功能薄膜层,通过建立3D结构原子层沉积理论模型,拟合得到了原子层沉积过程中薄膜覆盖率与3D结构之间的依赖关系。基于该模型优化了工艺参数,制备了不同介质层厚度的电容器,并对器件进行了C-V和I-V特性测试,得到电容器击穿场强和介电常数均值分别为6.68 MV/cm和7.95。同时,制备的3D MIM电容器的比电容达到212.5 fF/μm2,相比常规平面电容器,其电容密度提高了一个数量级。且该电容器击穿场强和介电常数与薄膜厚度之间具有良好的线性关系,表明理论模型合理,实现了基于3D结构的原子层沉积薄膜可控生长。