Исследователи из Университета Ханьян в Южной Корее разработали новый вертикально интегрированный триботронный транзистор с двойным затвором. Эта технология направлена на решение проблемы масштабирования тактильных сенсоров большого размера. Результаты работы опубликованы в журнале Nano Energy.
С ростом популярности портативной электроники увеличивается потребность в автономных сенсорных системах. Трибоэлектрические наногенераторы преобразуют механические воздействия в электрические сигналы. Они применяются для создания систем электронной кожи и в области умной робототехники. Однако существующие сенсоры имеют проблемы с регулировкой чувствительности и сложностью производства.
Команда учёных предложила новую архитектуру транзистора, где сенсорный слой из полидиметилсилоксана выполняет роль верхнего затвора. Он располагается на специальном изоляторе над тонкопленочным элементом, состоящим из оксида индия, олова и цинка. Вертикальная интеграция позволяет сократить площадь пикселя и увеличить плотность размещения контактов.
Нижний затвор задает базовый ток, который проходит через транзистор. Для обнаружения касания используется стальная пластина, контактирующая с полимерной поверхностью, что приводит к образованию зарядов на границе раздела. При разделении материалов возникает трибоэлектрический потенциал, который предотвращает протекание тока, позволяя регистрировать прикосновения.
Информация в статье носит справочный характер и не заменяет консультацию врача. Перед применением рекомендаций обратитесь к специалисту.
Тестирование сенсорной панели
При приближении заряженного объекта к поверхности потенциал уменьшается. Ток восстанавливается в зависимости от расстояния до предмета, что обеспечивает функциональность датчика приближения. Чувствительность может настраиваться изменением напряжения на нижнем затворе. Увеличение давления при контакте создает больше заряда и вызывает более сильный отклик.
Устройство показало стабильное время отклика в 127 миллисекунд, а период восстановления после каждого цикла контакта составил 212 миллисекунд. Датчики сохраняли стабильные характеристики после 1000 циклов использования, не проявляя признаков деградации. Архитектура обеспечивает хорошую механическую прочность всей сенсорной матрицы.
Инженеры создали массив транзисторов размером 10 на 10 элементов. Панель продемонстрировала способность реагировать на касания пальцев на уровне отдельных пикселей. Система смогла определить приближение стального зонда на расстоянии до 500 микрометров. Новая разработка может быть использована в медицинских роботах, системах мониторинга здоровья и автономных механизмах.
Ранее роботы научились аккуратно поднимать тяжести в сотрудничестве с людьми.
Фото: hi-tech.mail.ru
Материалы проходят проверку с учетом современных клинических рекомендаций, научных данных и практического опыта врачей. Основная задача Медколлегии — обеспечить достоверность, актуальность и понятность медицинской информации для пользователей.