The invention discloses an integrated flexible tactile sensor based on nano-piezoelectric material, which consists of a flexible substrate, an organic semiconductor film layer, a source/drain electrode, a gate dielectric layer, a gate electrode layer, a nano-piezoelectric film layer and an upper electrode layer; the organic semiconductor film layer, a source/drain electrode, a gate dielectric layer and a gate electrode layer constitute an organic semiconductor thin film transistor; The piezoelectric film layer is a four-legged needle-like zinc oxide nanostructure piezoelectric film layer. The invention realizes an integrated flexible tactile sensor with high sensitivity, high resolution, high signal-to-noise ratio and strong anti-interference ability, has simple process, low cost and large area array preparation, and can be widely used in many fields such as electronic skin and bionic robot.
【技术实现步骤摘要】
一种基于纳米压电材料的集成化柔性触觉传感器及其制备方法
本专利技术涉及传感器
,特别涉及一种基于纳米压电材料的集成化柔性触觉传感器及其制备方法。
技术介绍
随着信息化与工业化的深度融合,以机器人为代表的智能产业蓬勃发展,触觉传感器是机器人实现与环境直接作用的必需媒介,是机器人智能化的核心器件。触觉传感器不仅可以获取机器人的手与物体的接触位置以及接触力的分布函数,而且可以获取视觉无法获取的物体信息,如震动特性、热传递特性、机械特性等。近年来,可穿戴智能电子系统应用日益广泛,柔性化触觉传感器及其阵列在未来的人机交互、机器人、健康医疗等领域具有广阔的应用前景。柔性触觉传感器按信息传导机制的不同主要分为电阻式、电容式、压电式三大类。电阻式触觉传感器普遍存在较差的长期稳定性或耐久性、迟滞效应明显、需要外部供电等问题,制约其高端应用。电容式触觉传感器存在寄生电容、电磁干扰和阵列单元间的邻近串扰等现象,从而影响器件性能。相对而言,压电式传感器具有较高的灵敏度、动态响应、低能耗和自供能等优势,且其性能与接触对象无关,在发展快速动态响应、低能耗、自供能的柔性触觉传感器方面具有重要价值,可广泛应用于人机交互、机器人、生物医学器件等领域。压电式触觉传感器对压力的响应信号是电荷量的变化,不能直接接入电路系统中进行集成,因此需要经电荷放大器后接入后端电路系统。为了解决这一问题,将压电传感单元与晶体管放大器集成,以实现将外部压力响应直接变成电流信号(或电压信号),从而获取复杂的信息。传统的集成化压电式触觉传感器通常采用压电单元与硅基MOSFET电荷放大器集成后接入后端电路系统, ...
【技术保护点】
1.一种基于纳米压电材料的集成化柔性触觉传感器,其特征在于,由柔性基底、有机半导体薄膜层、源/漏电极、栅介质层、栅电极层、纳米压电薄膜层和上电极层构成;所述有机半导体薄膜层、源/漏电极、栅介质层、栅电极层构成有机半导体薄膜晶体管;所述纳米压电薄膜层为为四脚针状氧化锌(T‑ZnO)纳米晶须结构压电薄膜层;当所述集成化柔性触觉传感器的压电薄膜上受到外界压力后,压电薄膜上感应的电荷量在栅极上积累,经有机半导体晶体管,将电荷信号转换为电压或电流信号传送到后端处理电路。
【技术特征摘要】
1.一种基于纳米压电材料的集成化柔性触觉传感器,其特征在于,由柔性基底、有机半导体薄膜层、源/漏电极、栅介质层、栅电极层、纳米压电薄膜层和上电极层构成;所述有机半导体薄膜层、源/漏电极、栅介质层、栅电极层构成有机半导体薄膜晶体管;所述纳米压电薄膜层为为四脚针状氧化锌(T-ZnO)纳米晶须结构压电薄膜层;当所述集成化柔性触觉传感器的压电薄膜上受到外界压力后,压电薄膜上感应的电荷量在栅极上积累,经有机半导体晶体管,将电荷信号转换为电压或电流信号传送到后端处理电路。2.根据权利要求1所述基于纳米压电材料的集成化柔性触觉传感器,其特征在于,所述有机半导体晶体管薄膜层为2,7-二辛基[1]苯并噻吩并[3,2-b]苯并噻吩、并五苯或聚3-己基噻吩。3.根据权利要求1所述基于纳米压电材料的集成化柔性触觉传感器,其特征在于,所述柔性基底为聚酰亚胺柔性材料。4.根据权利要求1所述基于纳米压电材料的集成化柔性触觉传感器,其特征在于,所述栅电极层为锌膜、银膜或铝膜。5.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘玉荣,向银雪,姚若河,耿魁伟,韦岗,
申请(专利权)人:华南理工大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
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