如何利用互鎖界面垂直堆疊技術，實現多種功能傳感器的設計？

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由於熱電體複合膜和壓阻/壓電互鎖界面垂直堆疊，因此容易實現具有高空間分辨率(216像素)的多種功能，並且演示了人手接觸下的溫度分布。

互鎖結構的功能有效性通過檢測心臟脈搏、聲學聲音和表面紋理來驗證。Chun等人將TENG傳感器和石墨烯傳感器垂直堆疊，成功檢測到振動和壓力他們展示了人類皮膚的快速適應(FA)和慢速適應(SA)感覺。

多層積累相結合鐵電的和壓阻元件。受指尖結構的啟發，互鎖微結構壓電複合材料(PVDF/r-GO)層增強了壓阻靈敏度，並允許感知動態觸摸。

通過垂直和橫向集成基於硅納米帶的傳感器的多功能人造皮膚。應變、壓力、濕度、溫度傳感器和可拉伸加熱器的放大圖像。覆蓋假手的集成納米帶傳感器。

與基於橡膠的傳感器相比，基於硅的應變傳感器表現出快速響應。金等人提出了超薄硅納米帶通過垂直和橫向集成多個傳感器來監測應變、壓力、溫度和濕度以及加熱器蛇形應變和壓力傳感器顯示出線性響應度。

p-n摻雜納米帶集成在同一襯底上，用作溫度傳感器。在特定電流下通過納米帶測量的電壓隨着溫度的升高而降低。通過測量放置在頂層的共面電容器的電容來檢測濕度。

通過將傳感器附着在假手上並檢測應變、壓力和溫度分布。華等人製造了一種受皮膚啟發的高度可拉伸和可貼合的矩陣傳感器，他們展示了應變、壓力、溫度、接近度、光學、磁性、濕度的多種功能。

不同的材料(銅/鎳合金，鉑，鈷/銅多層，鋁/聚酰亞胺，鋁/氧化鋅)被用來檢測應變，溫度，磁性，溫度和紫外光。給出了多種刺激的實時空間分布，表明了其在健康監測和人機界面方面的可能應用。

紡織電子學提供了監控身體的生理和身體活動的可穿戴平台。集成電容式應變傳感器、加熱器和可拉伸電極，用於組合式ECG/EMG檢測銀納米線被嵌入熱塑性聚氨酯中以製造導電複合材料。

此外，電子紡織品能夠經受100次連續洗滌循環。用一種傳感材料進行多模態傳感是用簡單的器件結構實現多功能電子皮膚的有效策略這是非常有利的，因為e-skin需要具有大變形能力的高密度傳感器。

Tien等人設計了一個場效應晶體管(FET)由壓電熱電柵極電介質和壓電熱敏電阻組成有機半導體頻道FET可以響應熱和機械刺激，表現出合理的熱-機械去耦能力。當AC柵極偏壓被施加到柵極電介質時，漏極電流(ID)展示了振幅和偏移電流值(ID安培而我D抵消)對刺激的反應。

跨導(gm)和等效電壓(V0)到電介質層的極化被從漏極電流中提取出來。通過特徵矩陣將每個參數轉化為溫度和壓力值，從而得到雙峰函數。集成了16個場效應晶體管，用於檢測施加在指尖上的熱和機械刺激的二維分布。

Zhang等人報道了通過使用微結構框架支撐的有機熱電(MFSOTE)材料進行溫度和壓力的雙峰感測MFSOTE由塗有PEDOT:PSS的多孔PU製成。

這樣，MFSOTE顯示出熱電和壓阻特性。傳感器產生熱電電壓(V克卡)由於熱電機制而具有正係數，而它顯示出負的壓阻變化。高分辨率MFSOTE傳感器(144像素，0.25毫米2用於每個像素)以展示不同物體的辨別。

究了一種雙模式傳感器還原氧化石墨烯對於一個電熱調節器以及用於壓電電容式壓力傳感器的微結構PDMS由於熱敏電阻的電阻和壓力傳感器的電容由阻抗分析儀區分，這兩個激勵可以去耦。

使用壓電熱電有機半導體作為場效應晶體管(FET)的有源層的柔性雙模傳感器。漏極電流的變化(ID)在溫度變化和壓力的同時作用下(c)用於溫度壓力雙參數傳感的微結構框架支撐有機熱電系統。MFSOTE矩陣陣列傳感器覆蓋指尖。

已經開發了像素化的電子皮膚來實現人類身體感覺系統的時空感覺功能。許多研究已經利用矩陣型陣列來獲得高空間分辨率。在矩陣式系統中，由刺激引起的電變化已經通過順序測量獲得，稱為時分多址(TDMA)。

根據傳感器類型，通過順序測量每個像素中的電信號，可以獲得三維力分布。一個測量周期所需的時間取決於傳感器上的像素數量。基於校準主曲線，電信號被轉換成力或壓力。通過將力信息與像素的已知位置信息相結合，可以實時描繪3D分布。

儘管TMDA已被廣泛接受，但它會導致數據採集時間滯後關於TDMA中的問題，已經探索了事件驅動的並行數據採集以有效收集信息這在計算數據處理中具有成本效益，並且可以克服高分辨率系統中的響應時間限制，但是，需要進行更系統的研究。

使用TDMA讀出的多路復用電極陣列允許多個傳感器的高密度集成提出了仿生軟E-skin，其可以基於多路復用電極陣列來區分法向力和切向力碳納米管被嵌入到金字塔形狀的聚氨酯基底中，用作頂部和底部電極。

10微米厚的介電層(聚(羥基丁酸酯)-聚(羥基戊酸酯)(PHB-PHV))放置在頂部和底部電極之間。微結構傳感器表現出壓電電容特性。當剪切力施加到傳感器陣列時，頂部電極水平移動，因此可以檢測剪切方向。

當製作的傳感器陣列連接到手爪時，它可以演示法向力和剪切力的檢測。手爪系統中的閉環反饋使得機器人與環境的實時交互成為可能。用於數據採集的具有時分多址(TDMA)的矩陣型傳感器陣列。

具有微結構電極和可拉伸介電薄膜的壓電電容無源矩陣傳感器。該傳感器可以通過分析壓力分布來檢測法向力和剪切力。可拉伸的方案半導體聚合物通過動態結合機制工作。

可拉伸半導體用於固有可拉伸晶體管，因此可拉伸多路復用有源矩陣應變傳感器的製造是可能的。基於二極管的矩陣傳感器的壓力映射及其通過包裹指尖用於盲文閱讀。

在多路復用傳感器中，電串擾干擾來自每個像素的電信號。晶體管或二極管已經被用於整流來自相鄰像素和電極的寄生電流。

到目前為止，由柔性晶體管操作是主要趨勢用並五苯作為有機半導體製造了柔性有機晶體管薄薄的鋁金屬柵電極(20納米)，一個氧化鋁柵極電介質(6納米)和金源極/漏極電極(50納米)沉積在薄聚酰亞胺襯底(12.5微米)上。

他們還通過利用超薄基板開創了可變形晶體管操作的觸覺傳感器。該傳感器即使在100微米的彎曲半徑下也能成功工作，而傳感性能沒有任何下降。關於靈活的晶體管操作已經有了很好的評論一旦開發出本質上可拉伸的晶體管，就有望充分利用可拉伸器件的優勢。

Oh等人報道了使用可拉伸和自癒合的有源矩陣應變感測陣列半導體薄膜 他們使用由聚(3，6-二(噻吩-2-基)二酮吡咯並吡咯-1，4-二酮-alt-1，2-二噻吩乙烯)和添加的2，6-吡啶二甲酰胺部分(DPP-TVT-PDCA)組成的聚合物半導體，並且他們使用聚(二甲基硅氧烷-alt-2，6-吡啶二甲酰胺)(PDMS-PDCA)作為絕緣彈性體。

PDCA形成金屬-配體配位絡合物，因此聚合物鏈之間的動態交聯是可能的。他們製作了一個5 × 5有源矩陣應變傳感器陣列，並演示了用塑料棒戳時的應變分布。該傳感器的高應變儀因子歸因於半導體膜的納米級相分離。

雖然晶體管方法已經消除了電串擾，但是具有橫向源極/漏極結構的三端子像素降低了像素的分辨率沒有製造高密度可拉伸晶體管的可再生方法，就需要找到一種簡單的方法。

You等人提出使用二極管接口來消除電串擾他們在鈦/金電極上塗了一層氧化鋅/聚苯乙烯複合膜。他們在ZnO/PS薄膜上排列了PEODT:PSS塗覆的導電PU MPs。在PEDOT:PSS層和ZnO/PS膜表面之間的界面處形成肖特基結，允許從ZnO/PS到PEDOT:PSS的電流路徑，但是在相反方向上阻斷。

這種二極管方法能夠實現像素的高空間分辨率(100像素厘米−2).由於導電MPs和ZnO/PS層之間的接觸面積隨着外部壓力的增加而增加，傳感器陣列可以提供空間壓力信息而沒有信號干擾。

所有設備組件都非常靈活，因此他們用傳感器包裹手指，並成功演示了盲文閱讀。基於事件驅動並行信號傳輸的人類觸覺神經系統可以通過神經纖維，而沒有在TDMA方法中成問題的輸出時間延遲。空間信息以數字化尖峰信號包的形式編碼。分組中尖峰的頻率和輸入分組之間的相對時間差可以提供時間信息。

儘管事件驅動的並行方法具有真正的優勢，但相關的研究非常少最近，Lee等人提出了異步編碼電子皮膚(ACES ),其中位置信息以脈衝信號模式(他們使用基於金字塔結構PDMS電介質層的壓電電容傳感器，並使用PCL:Ni層進行溫度傳感。每個傳感器都連接到ADC。

他們集成了傳感器陣列(80)並檢測正常壓力、溫度、滑動和光柵圖案傳感器可以檢測裝有熱咖啡的杯子的溫度。使用該傳感器的機器人通過壓力分析識別物體的方向和滑動速度。

由於重疊的多個信號可以根據異步脈衝模式進行解碼，因此允許傳感器共享電極來共同傳輸信號。與基於多路復用的TDMA工藝相比，該特徵使得減少電極數量成為可能，甚至允許通過單個電極製造ace。

基於頂部電極和離子膜之間接觸面積變化的壓力傳感器。使用導電織物電極和離子納米纖維之間的微結構接觸的壓力傳感器。基於可填充的微結構離子凝膠層的壓力傳感器(e)模擬生物細胞結構的人工離子機械感受器的離子泵機制。

電荷動態脫離二氧化硅表面由於氫鍵被外部壓力引起的應力場破壞。中的基本方法CEDL傳感器一直利用電極和電解質在壓力下有效接觸面積的變化李等人介紹了纖維結構，以增加靈敏度CEDL傳感器他們製備了導電織物作為頂部和底部電極層，並夾入了電紡離子納米纖維電極層之間的墊子。

參考文獻

《物理傳感器的方法:電子與離子電子》