在互聯(lián)網(wǎng)時代向移動互聯(lián)網(wǎng)時代發(fā)展的進程中,電子設備實現(xiàn)了便攜化、小型化等變革。然而在向下一個物聯(lián)網(wǎng)時代邁進時,傳統(tǒng)應力/應變傳感器因不具備延展性、可穿戴等特性,將逐漸失去在柔性電子領域的競爭力。此外,新型應力/應變傳感器的性能、工藝成本及多功能化等都是急需研究和亟待解決的問題。本論文立足于二維材料石墨烯在電學性能和機械性能上的強大優(yōu)勢,以微納技術為手段,通過實驗與理論分析相結合,研制出了多種新型應力/應變傳感器,并對器件的性能及應用進行了較為系統(tǒng)深入的研究,為促進并拓展柔性電子器件的發(fā)展與應用提供了基礎。論文的主要研究工作包括以下幾個方面:采用低壓CVD(chemical vapor deposition,化學氣相沉積)法在銅箔基底上制備了少層石墨烯薄膜,并與PET(polyethylene terephthalate,聚對苯二甲酸乙二醇酯)基底結合構建了高度透明的單片式柔性應力/應變傳感器。器件基于線性變阻原理,針對導體的應力加載,可準確實現(xiàn)一維應力定位,定位靈敏度高達23.2%.mm-1 在可見光范圍內(nèi),器件透明度高達80%,對應力加載對象具有識別能力,最快響應時間為18.1 ms...

【文章頁數(shù)】：129 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
2 緒論
    2.1 柔性應力/應變傳感器
        2.1.1 柔性應力/應變傳感器的工作原理
        2.1.2 柔性應力/應變傳感器的材料體系
    2.2 壓阻式柔性應力/應變傳感器
        2.2.1 基于金屬活性層的壓阻式柔性應力/應變傳感器
        2.2.2 基于碳活性層的壓阻式柔性應力/應變傳感器
        2.2.3 基于金屬-碳復合活性層的壓阻式柔性應力/應變傳感器
    2.3 石墨烯基柔性應力/應變傳感器的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景
        2.3.1 石墨烯基柔性應力/應變傳感器的研究現(xiàn)狀
        2.3.2 石墨烯基柔性應力/應變傳感器的發(fā)展前景
    2.4 本文的研究目的與內(nèi)容
3 基于石墨烯薄膜的透明柔性應力/應變傳感器
    3.1 單片式透明柔性應力/應變傳感器
        3.1.1 石墨烯薄膜的制備與表征
        3.1.2 單片式透明柔性應力/應變傳感器的構建
        3.1.3 單片式透明柔性應力/應變傳感器的性能研究
    3.2 雙片式透明柔性應力/應變傳感器
        3.2.1 雙片式透明柔性應力/應變傳感器的構建
        3.2.2 雙片式透明柔性應力/應變傳感器的性能研究
        3.2.3 雙片式透明柔性應力/應變傳感器的優(yōu)化
    3.3 單/雙片式透明柔性應力/應變傳感器的應用研究
        3.3.1 單片式應力/應變傳感器的應用研究
        3.3.2 雙片式應力/應變傳感器的應用研究
    3.4 本章小結
4 基于rGO泡沫顆粒的可拉伸應力/應變傳感器
    4.1 rGO/DI高延展性應力/應變傳感器
        4.1.1 rGO/DI活性層的制備與表征
        4.1.2 rGO/DI高延展性應力/應變傳感器的構建
        4.1.3 rGO/DI高延展性應力/應變傳感器的性能研究
    4.2 rGO/Fiber高靈敏度應力/應變傳感器
        4.2.1 rGO/Fiber活性層的制備與器件構筑
        4.2.2 rGO/Fiber高靈敏度應力/應變傳感器的機理分析
        4.2.3 rGO/Fiber高靈敏度應力/應變傳感器的性能研究
    4.3 rGO基可拉伸應力/應變傳感器的應用研究
        4.3.1 rGO/DI高延展性應力/應變傳感器的應用研究
        4.3.2 rGO/Fiber高靈敏度應力/應變傳感器的應用研究
    4.4 本章小結
5 基于石墨烯泡沫骨架的多功能應力/應變傳感器
    5.1 GFs/MSR多功能應力/應變傳感器的構建與表征
        5.1.1 GFs/MSR活性層的制備與表征
        5.1.2 GFs/MSR多功能應力/應變傳感器的構建
    5.2 GFs/MSR多功能應力/應變傳感器的性能研究
        5.2.1 多功能應/應變傳感器對壓應力的響應特性研究
        5.2.2 多功能應力/應變傳感器對拉應變的響應特性研究
    5.3 GFs/MSR多功能應力/應變傳感器的應用研究
        5.3.1 多功能應力/應變傳感器用于人體活動監(jiān)測
        5.3.2 多功能應力/應變傳感器用于柔性觸摸面板
    5.4 本章小結
6 結論
參考文獻
作者簡歷及在學研究成果
學位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3782875