近年來,電子信息技術(shù)突飛猛進發(fā)展,傳感器技術(shù)隨之邁向柔性化、多功能化、小型化、高性能化、集成化與無源化進程,現(xiàn)有傳感器制備材料、結(jié)構(gòu)、原理等亟需創(chuàng)新升級。力敏活性材料是傳感器新材料研發(fā)的重要方向,目前力敏活性材料主要包括:金屬材料、無機半導體材料和碳基材料。其中石墨烯因獨特的二維蜂窩狀結(jié)構(gòu),使其具備良好的電學和機械特性,已成為柔性壓力傳感器最受歡迎的材料之一。然而,利用化學氣相沉積法（CVD）制備的石墨烯薄膜基壓力器件在柔性和靈敏度方面存在不足。因此,研究兼具柔性和高靈敏度,以及有良好應用前景的石墨烯薄膜基壓力傳感器仍然是一個很大的挑戰(zhàn)。石墨烯薄膜在應變下表現(xiàn)出優(yōu)異的壓阻性能,能夠承受高達25%的彈性應變,伴隨著導電性和電子能帶結(jié)構(gòu)的變化。本論文創(chuàng)新性地將二維石墨烯和一維鋯鈦酸鉛（PZT）納米線柔性化異質(zhì)集成,以此作為活性材料,構(gòu)建了靈敏度增強的柔性壓力傳感器,并對器件的機理、制備、壓阻性能及應用進行了較為深入的研究。PZT壓電納米線在機械應力下產(chǎn)生的極化電荷可作為離子化雜質(zhì)以此增加石墨烯的散射載流子,從而改變石墨烯的電導率。另外,通過壓電力顯微鏡（PFM）研究了自制PZT納米線的壓電... 

【文章來源】：中北大學山西省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 柔性壓力傳感器簡介
        1.2.1 柔性壓力傳感器工作原理
        1.2.2 柔性壓力傳感器材料體系
    1.3 石墨烯基壓力傳感器研究進展
        1.3.1 石墨烯結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
        1.3.2 石墨烯制備方法
        1.3.3 石墨烯薄膜基壓力傳感器研究現(xiàn)狀
    1.4 本論文主要研究內(nèi)容
2 石墨烯基柔性壓力傳感器基本理論及測試表征方法
    2.1 柔性壓阻式壓力傳感器工作原理
    2.2 石墨烯薄膜的壓阻特性及散射理論研究
        2.2.1 石墨烯薄膜的壓阻特性
        2.2.2 石墨烯薄膜的散射理論研究
    2.3 PZT納米線/石墨烯薄膜柔性化異質(zhì)集成結(jié)構(gòu)工作機理
    2.4 材料表征方法
        2.4.1 表面形貌
        2.4.2 結(jié)構(gòu)分析
        2.4.3 壓電性能表征
    2.5 本章小結(jié)
3 PZT納米線/石墨烯薄膜柔性壓力傳感器設(shè)計及制備
    3.1 柔性壓力傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計與制備
        3.1.1 柔性壓力傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計
        3.1.2 柔性壓力傳感器制備
        3.1.3 實驗設(shè)備與材料
    3.2 石墨烯薄膜柔性化轉(zhuǎn)移及表征
        3.2.1 石墨烯薄膜柔性化轉(zhuǎn)移
        3.2.2 石墨烯薄膜表征
    3.3 PZT納米線制備及表征
        3.3.1 PZT納米線制備
        3.3.2 PZT納米線表征
    3.4 本章小結(jié)
4 PZT納米線/石墨烯薄膜柔性化異質(zhì)集成壓阻性能研究及應用
    4.1 PZT納米線/石墨烯薄膜柔性化異質(zhì)集成壓阻性能研究
        4.1.1 應力對器件壓阻性能影響探究
        4.1.2 彎曲應變對器件壓阻性能影響探究
    4.2 PZT納米線/石墨烯薄膜柔性壓力傳感器應用
    4.3 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 論文的主要研究內(nèi)容及結(jié)論
    5.2 論文創(chuàng)新點
    5.3 工作展望
參考文獻
攻讀碩士期間取得的研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]界面調(diào)控鐵電薄膜電容器肖特基勢壘及其瞬態(tài)電流特性研究[D]. 張啟程.中北大學 2019
[4]柔性壓電薄膜制備及壓力傳感特性研究[D]. 郭雪培.中北大學 2019
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[8]懸浮型石墨烯壓力傳感器仿真研究[D]. 王曉波.大連理工大學 2016
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本文編號：3630073