近日，微電子所健康電子中心黃成軍研究員和毛海央研究員團(tuán)隊(duì)在納米森林柔性濕度傳感器方向取得新進(jìn)展。

現(xiàn)有濕度傳感器在低濕條件下存在靈敏度低的問(wèn)題，難以滿足高精度檢測(cè)要求。團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種基于碳量子點(diǎn)@納米森林復(fù)合結(jié)構(gòu)的新型濕敏材料，利用納米森林的高孔隙率和超親水特點(diǎn)，及其與柔性基底可兼容制備和晶圓級(jí)制備特點(diǎn)，成功研發(fā)出一種新型的高性能柔性濕度傳感器和傳感器陣列。同基于PI濕敏材料或基于納米森林濕敏材料的柔性濕度傳感器相比，該新型傳感器顯著提升了濕度檢測(cè)靈敏度，尤其在低濕條件下，其靈敏度提高了4.3倍。團(tuán)隊(duì)還探索了該新型柔性濕度傳感器和傳感器陣列在高精度環(huán)境濕度監(jiān)測(cè)、皮膚濕度檢測(cè)、指尖接近探測(cè)、植物葉片蒸騰作用檢測(cè)等多種場(chǎng)景下的應(yīng)用，展現(xiàn)了其廣闊的應(yīng)用潛力，為智能可穿戴設(shè)備和環(huán)境監(jiān)測(cè)等技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展提供了一種新的技術(shù)方案。

基于該研究成果的論文“A highly sensitive flexible humidity sensor based on a wafer-level composite material of carbon-quantum-dots@nanofiber clusters”近期發(fā)表在國(guó)際著名期刊Sensors and Actuators B: Chemical上（DOI: 10.1016/j.snb.2024.135493），微電子所博士研究生趙越芳為該文章的第一作者，毛海央研究員為該文章的通訊作者。

該項(xiàng)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃和中國(guó)科學(xué)院青促會(huì)項(xiàng)目支持。

近年來(lái)，課題組在相關(guān)項(xiàng)目的支持下圍繞納米森林傳感器開展了大量研究，相關(guān)成果先后發(fā)表在ACS Sensors (2020), Sensors and Actuators B: Chemical (2020), Advanced Functional Materials (2021), IEEE Electron Device Letters(2021/2022), Microsystems & Nanoengineering (2022), ACS Applied Materials & Interfaces（2023）等傳感器領(lǐng)域知名的國(guó)際期刊上，碩士研究生劉鳳宇針對(duì)納米森林濕度傳感器在無(wú)聲語(yǔ)音檢測(cè)方向的研究工作在IEEE MEMS 2024 國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上榮獲優(yōu)秀學(xué)生口頭報(bào)告獎(jiǎng)。

圖1：高性能柔性濕度傳感器在不同場(chǎng)景中的應(yīng)用演示

圖2：學(xué)生在IEEE MEMS 2024國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議中獲優(yōu)秀口頭報(bào)告獎(jiǎng)