【高度敏感的皮膚像感應器燈在觸摸】

明道

【高度敏感的皮膚像感應器燈在觸摸】

 

 

你的觸摸點亮： 研究人員用他們的設備

從個人納米線發光二極體由美國的研究人員建立了皮膚像感應器陣列可以觸摸直接轉換成光信號。

新的設備似乎是更敏感的觸摸比甚至人類的皮膚。

它可能是理想的機器人的應用，在下一代觸控式螢幕墊，為改進的人 — — 機介面、 生物成像和光學微電子機械系統 （MEMS），但幾個名字。

與其他四人的感官 — — 視覺、 聽覺、 嗅覺和味覺 — — 不同觸摸仍然固執地難以在實驗室中類比。

一個好的人工皮膚需要高度敏感地區至少小如 50 微米上空觸摸和快速回應施加的壓力。

研究人員已經成功地使感應器陣列進行這種電子皮膚或"電子皮膚"，從組裝納米線或更改其電容或電阻回應壓力或武力的微結構的橡膠層。

但這些材料充其量僅能對地圖應用應變分佈在毫米，各項決議。

由王鐘霖在喬治亞技術學院領導的小組，現在可能已經在解決這一問題，通過開發第一次個人基於 LED 的力/壓力感應器陣列快速測繪的應變在小於只是三個微米的距離很長的路。

新設備的圖元密度也是極高在 6350 每英寸點數 (DPI)，這是比以前的記錄更適合這種感應器的 1000年倍。

每個圖元由 LED 組成單一的氧化鋅納米線之上 p 摻雜鎵氮化物生長和局部應用壓力十分敏感、 力和應變由於的所謂 piezophototronic 效應。

壓電電位

壓電材料產生極化電荷時受到機械應力，如元件晶體的對稱性變得扭曲。

Piezophototronic 設備依賴這一原則，通過本兩端的單個納米結構連續的 p — n 交界處，在那裡產生出的光的極化電荷控制電子輸運和重組。

在新的工作，緊張的氧化鋅納米線創建壓電電荷在其兩端形成壓電的潛力，王解釋說。

這種潛力扭曲了的能帶結構在鐵絲網，使得電子留在該地區的 p — n 結更長的時間，所以提高了 LED 的發光效率。

從設備的光輸出隨施加的壓力。

這種輸出信號是電致發光光，可以很容易地結合上晶片光子技術的快速資料傳輸、 處理和記錄。

而不是使用常規的"橫杆"電極為順序資料輸出，壓力圖像或地圖收到的並行的所有圖元，王說。

這意味著輸出信號可以檢測到得更快 （在只是 90 毫秒） 比在傳統的設計基於壓電電阻或電容的影響。

 

感受到的壓力

感受到的壓力王告訴物理世界"這種方法可能是通過在觸控板技術，個人化的簽名，生物成像和光學 MEMS 中的潛在應用光學手段數碼影像機械信號的重要一步"。

"這種感應器陣列也可以製備柔性襯底 （如聚二甲基矽氧烷或碳纖維） 自帶圖案的氧化鋅納米線可以生長在任何表面東西使用低溫基於解決方案的生長的方法，可以打開主機的其他應用領域."

這支由其使用的低溫化學生長技術來創建圖案的氧化鋅納米線陣列氮化鎵薄膜襯底上的設備。

研究人員然後淹沒與聚甲基丙烯酸甲酯熱塑性樹脂納米線之間的空間，用氧等離子體刻蝕走足夠的 PMMA 暴露的電線頂部。

最後的步驟包括形成歐姆接觸與底層的氮化鎵的電影使用鎳 — — 金電極和沉積在將陣列作為公共電極透明--氧化銦錫薄膜。

更敏感的機器人和更好的假肢嗎？

感應器陣列可檢測壓力變化小如 10 千帕，這是類似于溫柔的手指的水龍頭。

可能提供機器人更敏感的觸覺，使他們能夠調整他們用來把握事物的力量，感新的設備可能也派上用場改善人類假肢。

他們甚至可能用於改善叫做電子簽名映射的東西。

在這裡，感應器將記錄的壓力或力量應用當一個人簽署他們的名字，以及與他們寫道，要使簽名安全得多的速度。

小組說，它現在看如何提高空間解析度的更進一步的陣列。

這樣可能會通過減少納米線的直徑，這樣更多可以安裝在一個單獨的陣列並使用較高溫度製作過程。

這項研究發表在自然光子學 》 .

關於作者

百麗 Dumé 是nanotechweb.org的特約編輯

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引用：http://translator.live.com/BV.aspx?ref=IE8Activity&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2013%2Faug%2F19%2Fhighly-sensitive-skin-like-sensor-lights-up-at-touch