中山大學(xué)微電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院在IEEE MEMS會(huì)議發(fā)布兩項(xiàng)重要科研成果

作者：集小微 03-19 11:28

來(lái)源：中山大學(xué)微電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 #中山大學(xué)#

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第38屆IEEE MEMS國(guó)際會(huì)議（IEEE MEMS 2025）近日在中國(guó)臺(tái)灣省高雄市舉行。本屆IEEE MEMS會(huì)議上，中山大學(xué)發(fā)表的兩項(xiàng)重要科研進(jìn)展，均來(lái)自我院柯晴青教授研究團(tuán)隊(duì)。

微機(jī)電系統(tǒng)（Micro Electro Mechanical Systems，簡(jiǎn)稱MEMS）作為當(dāng)代微納傳感器制造領(lǐng)域的核心技術(shù)，其學(xué)術(shù)發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新始終引領(lǐng)著智能感知領(lǐng)域的革命性突破。作為該領(lǐng)域最具代表性的學(xué)術(shù)盛會(huì)，歷經(jīng)38載的發(fā)展，IEEE MEMS已成為全球規(guī)模最大、學(xué)術(shù)影響力最為卓著的MEMS領(lǐng)域頂級(jí)國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議。

本屆IEEE MEMS會(huì)議上，我院柯晴青教授研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表的兩篇成果題目分別為“Highly Sensitive Lithium Niobate-Based SAW Strain Sensor with On-chip Temperature Compensation”和“In-situ SAW/BAW Sensors based on P(VDF-TrFE) for Strain and Temperature Measurement”，是中山大學(xué)本屆會(huì)議兩篇入選的科研成果。我院柯晴青教授與羅華煌助理教授為通訊作者，博士研究生程春龍、李笑儒分別為兩篇論文的第一作者。羅華煌助理教授作為研究團(tuán)隊(duì)代表，赴高雄參加本屆IEEE MEMS會(huì)議。

第一篇文章報(bào)道了一種基于128°Y切鈮酸鋰的表面聲波（SAW）應(yīng)變傳感器，該傳感器能夠激發(fā)三種聲波模態(tài)：一階瑞利波（R1）、漏縱波（LL）和二階瑞利波（R2）。我們分別對(duì)R1與LL、R1與R2進(jìn)行拍頻處理，實(shí)現(xiàn)了SAW應(yīng)變傳感器在25-120 ℃ 的溫度范圍內(nèi)的片上自適應(yīng)溫度補(bǔ)償。對(duì)于R1與R2拍頻，在0-800 με的測(cè)試范圍內(nèi)，實(shí)測(cè)應(yīng)變與參考應(yīng)變之間的最大相對(duì)誤差僅為5.8%，表明所開(kāi)發(fā)的SAW應(yīng)變傳感器基本消除了溫度對(duì)應(yīng)變檢測(cè)的影響。此外，所開(kāi)發(fā)的SAW應(yīng)變傳感器的靈敏度為284.07 Hz/με，比文獻(xiàn)中所報(bào)道的具有片上溫度補(bǔ)償能力的SAW應(yīng)變傳感器高出兩個(gè)數(shù)量級(jí)。該研究不僅實(shí)現(xiàn)了SAW應(yīng)變傳感器的片上自適應(yīng)溫度補(bǔ)償，還顯著提高了其靈敏度，推動(dòng)了SAW應(yīng)變傳感器在高溫和密閉空間等惡劣環(huán)境中的應(yīng)用。

第二篇文章提出了一種基于P(VDF-TrFE)的原位SAW/BAW傳感器，可直接集成在金屬表面，實(shí)現(xiàn)高效的溫度與應(yīng)變傳感。表征結(jié)果表明，P(VDF-TrFE)薄膜具有優(yōu)良的壓電性能。該傳感器能夠激發(fā)多種BAW模式，其中BAW模式3的溫度頻率系數(shù)（TCF）高達(dá)738 ppm/°C，而SAW模式1的TCF更是達(dá)到745 ppm/℃。此外，該傳感器在SAW模式1下表現(xiàn)出優(yōu)異的應(yīng)變傳感能力，在7000 με的大量程范圍內(nèi)保持良好線性度，靈敏度達(dá)146 Hz/με。得益于P(VDF-TrFE)材料的高熱膨脹系數(shù)和優(yōu)異延展性，該傳感器展現(xiàn)出高溫度靈敏度與寬應(yīng)變測(cè)量范圍的雙重優(yōu)勢(shì)，在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)（SHM）以及多功能、多模態(tài)傳感應(yīng)用領(lǐng)域具有廣闊的前景。

IEEE MEMS作為年度學(xué)術(shù)盛典，會(huì)議采取美洲、歐洲和亞洲三大洲輪值舉辦機(jī)制，聚焦微納加工與集成技術(shù)、智能微納傳感器與執(zhí)行器、微系統(tǒng)集成等領(lǐng)域的重要研究成果，旨在展示全球頂尖科研機(jī)構(gòu)在MEMS前沿技術(shù)及應(yīng)用方面的突破性進(jìn)展。本次會(huì)議于今年1月在中國(guó)臺(tái)灣省高雄市舉行。