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電子科技大學(xué):精準(zhǔn)檢測微弱信號,攻克傳感器世界性難題


  來源: 四川觀察 時間:2024-02-26 編輯:清風(fēng)
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2月23日,2023年度四川科技創(chuàng)新領(lǐng)域十大榜單正式發(fā)布。電子科技大學(xué)完成的“用于互補電路的垂直有機(jī)電化學(xué)晶體管”研究成果,成功入選“2023年度四川十大科學(xué)進(jìn)展”。



隨著科技的日益進(jìn)步,人類對于自然的探索腳步也在加快,一直以來,在無線通信、水下探測、生物醫(yī)療、電力能源等領(lǐng)域,研制檢測微弱信號的高性能傳感器是一個世界性的難題。目前,傳統(tǒng)的精密傳感器由于晶體管的器件穩(wěn)定性、瞬態(tài)開關(guān)性、電化學(xué)反應(yīng)速度等局限,在探測靈敏度、測量精確度、空間集成度等方面,都無法滿足國家智能制造中對瞬態(tài)微弱信號的高精檢測需求。



面對這一挑戰(zhàn),電子科技大學(xué)從有機(jī)電化學(xué)晶體管(OECT)及其互補電路方面的基礎(chǔ)研究中尋求突破,在小體積、高跨導(dǎo)、低功耗智能傳感和精密測量元件方面取得了最新進(jìn)展,首次提出了一種基于紫外光固化溝道的全新垂直結(jié)構(gòu),在P型及N型OECT中實現(xiàn)了跨導(dǎo)10多倍和近1000倍的指標(biāo)提升,實現(xiàn)了可在0.7V驅(qū)動電壓下高效工作的反相器及相關(guān)互補電路,同時可將瞬態(tài)信號檢測動態(tài)范圍提升至160dB,大幅提升了瞬態(tài)微弱信號的檢測精度。



據(jù)介紹,這項研究打破了傳統(tǒng)有機(jī)電化學(xué)晶體管設(shè)計與制備的瓶頸,解決了電化學(xué)晶體管穩(wěn)定制備的世界性難題,發(fā)展了全新的智能傳感元件新原理與新方法,不但解決了我國有機(jī)電化學(xué)晶體管設(shè)計與制備領(lǐng)域的卡脖子難題,還以此為基礎(chǔ),實現(xiàn)了微弱信號精密測量中的“傳感放大”一體化,有效提升了微小信號的快速感知能力,是我國微弱信號檢測技術(shù)邁向“柔性智能時代”的重大突破。2023年1月19日,相關(guān)成果于通過全球頂刊《Nature》雜志對外發(fā)表,并同時入選了2023年度十篇高引用的中國作者《Nature》論文。


據(jù)了解,目前,電子科技大學(xué)以該基礎(chǔ)傳感器件為載體,正在開展軍用和民用領(lǐng)域的推廣應(yīng)用研究,有望近期在無線通信、生物醫(yī)療、電力能源等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)便攜輕量化的監(jiān)測系統(tǒng),大幅提升我國智能制造的國際競爭力。同時,該研究成果也可以廣泛應(yīng)用于下一代智能傳感、生物電子中,在醫(yī)療健康、環(huán)境可持續(xù)性、跨學(xué)科研究等方面具有重大的社會價值和長遠(yuǎn)的影響力。

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