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柔性电化学传感器的材料选择研究进展

柔性电化学传感器的材料选择研究进展

摘要：电化学传感器作为传统传感器的一种，具有效率高、响应性好和灵敏度高等优点。而柔性电化学传感器具有这些特点的同时，凭借其优异的柔韧性、拉伸性、可折叠性和电化学稳定性，被广泛应用于医疗卫生、环境监测和食品安全等方面。此外，该类传感器还具有方便携带、成本较低、灵敏度高和选择性好等特点。本文立足于柔性传感器活性材料的选择，从无机材料、有机材料、酶和天然材料入手，通过分析与总结近几年的研究成果，介绍材料的选择对电化学传感器性能的影响，重点阐述了不同材料在柔性电化学传感器方面的制备及应用，表明柔性电化学传感器在生产生活中发挥着不可替代的作用。最后对现阶段柔性传感器的研究应用存在的问题与挑战进行总结，并对其未来发展方向进行展望。
光电 2025年06月03日
基于有机场效应晶体管的柔性传感器: 材料、机制与应用

基于有机场效应晶体管的柔性传感器: 材料、机制与应用

摘要：有机场效应晶体管是一种优良的传感器载体, 具有丰富的传感机制和独特的电信号放大特性. 有机半导体具有质量轻便、机械柔性、可溶液加工、分子结构可调等优点, 适于制备低成本、大面积、多功能的柔性传感活性层. 基于有机场效应晶体管的各类柔性传感器已经广泛应用于智能穿戴、电子皮肤、生物检测、环境保护等领域. 本文总结了近年来柔性有机场效应晶体管传感器的研究进展, 从材料、机制和应用三个层面出发, 介绍有机半导体传感材料的设计原则、有机场效应晶体管的传感机制及其在化学、物理、生物领域的应用. 最后,总结了有机场效应晶体管传感器的研究现状和现存问题, 展望了有机场效应晶体管柔性传感器的未来发展方向.
光电 2024年05月17日
用于深部组织微创及无创连续监测的柔性电子器件

用于深部组织微创及无创连续监测的柔性电子器件

摘要：深部组织信号与疾病间有着强烈的相关性, 临床上对深部组织的检测诊断一般依赖于医学影像设备等大型仪器, 成本高昂且不利于长期监测。不同于笨重的大型设备, 微创及无创的柔性电子器件可以在体长期佩戴,实现深部组织信号的连续采集, 有助于疾病的早期诊断, 进行精准化、个性化治疗。在本综述中, 我们讨论了深部组织的生理、生化信号的检测机制, 重点分析器件的制备方法、关键性能指标以及数据无线传输技术。最后提出了该领域存在的挑战和可能的解决策略。
光电 2024年05月17日
基于石墨烯和金刚石的可调谐光子器件的研究

基于石墨烯和金刚石的可调谐光子器件的研究

摘要:随着5G时代的到来,对光子器件的集成度以及性能指标提出了更高的要 求,而传统器件存在不可调谐、效率低和稳定性差等弊端,限制了其在高集成度、高传输速度光通讯的应用。近年来,金刚石优异的热导率和高折射优势使其成为了研究电磁吸收器件中介质材料的最优材料之一,而石墨烯所具有磁场诱导下的离散朗道能级、可调谐化学势和易于激发太赫兹SPP等,在解决该问题中发挥着至关重要的作用。在此研究背景下,开展了基于石墨烯和金刚石的可调谐光子器件的研究,利用石墨烯化学势可调谐并且易于激发太赫兹 SPP的特性,设计了一种相位型调制双带完美吸收器。研究了金刚石介质厚度、石墨烯化学势和入射角度等参量对电磁吸收器吸收性能的影响规律。该器件实现了对太赫兹信号的 吸 收,具有可调谐、吸收率高和稳定性强等优势。
光电 2025年03月20日
全聚合物太阳电池材料与器件

全聚合物太阳电池材料与器件

摘要：全聚合物太阳电池的光活性层中的给受体材料均由聚合物构成, 其具有优异的形貌稳定性及机械稳定性等突出优点, 在实现大面积、柔性有机太阳电池的制备中具有较大潜力, 引起了越来越多研究者的兴趣。随着各种新型聚合物给体/受体材料相继被开发出来及器件结构的不断发展, 全聚合物太阳电池异军突起, 器件效率目前已经突破18%。然而, 相较于非富勒烯小分子受体太阳电池, 全聚合物太阳电池面临效率仍需进一步提高、聚合物给/受体性能的批次差异等问题, 如何开发高性能聚合物给/受体材料及制备高效器件仍面临一定的挑战。本综述着眼于全聚合物太阳电池给/受体材料的开发、器件结构调控、界面工程等方面, 系统总结了近年来该领域内的代表成果, 并对未来高效全聚合物太阳电池材料、器件的发展做出了展望。
光电 2024年05月17日
柔性可穿戴传感与智能识别技术研究进展

柔性可穿戴传感与智能识别技术研究进展

摘要：柔性可穿戴传感器件能与人体稳定集成, 具有多生理参数和运动参数连续动态测量能力, 可在健康监测、运动监控、精准医疗、人机交互等领域发挥重要作用。柔性可穿戴传感器件与人工智能技术的结合, 充分展示了利用连续动态多参数信号测量的进行疾病、动作、语音等判定与识别的优势。本文通过介绍柔性可穿戴器件在物理信号、化学信号和图像信号传感中应用, 从硬件平台和数据处理分析技术两方面介绍了柔性可穿戴器件与人工智能结合的方法和进展, 展示了基于柔性可穿戴传感系统的智能识别技术, 分析了柔性可穿戴传感与智能识别技术在柔性化集成、数据传输、能源供应等方面面临的诸多挑战, 并对未来发展趋势进行了展望。
光电 2024年05月17日
全固态离子选择性电极在可穿戴电化学传感器中的进展

全固态离子选择性电极在可穿戴电化学传感器中的进展

摘要：人体汗液富含丰富的与身体健康状况相关的电解质, 采用可穿戴电化学离子传感器对汗液实时监测可为身体健康提供合理的指导。基于全固态离子选择性电极的可穿戴电化学传感器因能够实时无创地分析生物体液离子受到越来越多的关注。开发新的固接层材料, 探索新的电位响应机理及在可穿戴设备上的应用促进了全固态离子选择性电极的发展。本文综述了全固态离子选择性电极的研究进展, 包括传统的电位响应机理(氧化还原电容和双电层电容原理)和新型固接层材料(导电聚合物、碳和其他纳米材料)以及在可穿戴柔性传感器方面的应用。 最后对全固态离子选择性电极存在的挑战和未来的前景做出了展望。
光电 2024年05月17日
柔性触觉传感电子皮肤研究进展

柔性触觉传感电子皮肤研究进展

摘要：柔性触觉传感电子皮肤是一种模拟天然皮肤触觉功能的设备, 可以附着在人体皮肤或机器人等表面, 感知各种刺激如压力和温度等, 在智能假肢、机器人、健康医疗等领域有着重要的应用, 具有巨大的潜在市场价值, 是科研界和产业界共同关注的研究热点之一. 柔性触觉传感电子皮肤主要可分为柔性压力触觉传感电子皮肤、柔性温度触觉传感电子皮肤和柔性解耦多模触觉传感电子皮肤等三大类. 本文主要综述了近年来柔性触觉传感电子皮肤的研究进展, 重点归纳总结了上述三类柔性触觉传感电子皮肤的传感机制和工作特点, 从材料组成和器件结构等层面介绍了柔性触觉传感电子皮肤性能改进的不同方法. 除此之外, 本文还阐述了目前柔性触觉传感电子皮肤所面临的主要挑战、解决途径以及未来发展前景.
光电 2025年01月15日
后摩尔时代芯片互连新材料及工艺革新

后摩尔时代芯片互连新材料及工艺革新

摘要：受高算力芯片的需求驱动, 尽管摩尔定律日趋减缓, 高端芯片的工艺复杂度和集成度仍在逐代增大。随着前道工艺中晶体管架构与其集成密度不断优化提升, 后道工艺所涉及的芯片内互连技术挑战愈发严峻, 迫切需要对互连材料与工艺进行革新。同时, 高集成度的系统级3D封装也是高性能芯片的关键解决方案, 其中核心的3D封装技术对芯片间互连材料与工艺不断提出新的要求。为此, 本文系统探讨了后摩尔时代芯片内和芯片间多代候选互连材料及其工艺的潜力及挑战, 从材料创新、工艺优化、架构突破、设计范式等多方面综合研判了未来互连技术的发展路径, 并对超导互连、光互连等颠覆性互连技术做了前瞻性分析, 可以预见互连材料的革新将有力推动新的芯片技术革命。
光电 2024年05月17日
金属铜电沉积调控及其在芯片制造中的应用

金属铜电沉积调控及其在芯片制造中的应用

摘要：金属铜因其优异的导电性、导热性、机械延展性和抗电迁移性, 在芯片制造工业中作为互连材料广泛应用。铜互连结构的制备主要使用湿法的电化学沉积技术。本文针对芯片制造相关金属铜电沉积工艺, 系统介绍了金属铜电沉积调控用关键添加剂组分及其作用原理, 并详细介绍了电镀铜在芯片制造核心工艺(大马士革电镀、硅通孔、铜柱电镀及再布线层电镀)中的技术需求、工艺流程及未来技术发展趋势。最后, 本文针对我国高端电子电镀行业的发展现状, 对金属铜电沉积调控及其在芯片制造中的应用未来发展方向进行了展望。
光电 2024年05月17日