基于摩擦电子学晶体管阵列的主动式触觉传感系统研发

　　如今，大规模触觉传感系统基于电阻、电容、压电等各种物理传感机制，广泛地应用于柔性电子器件、人机交互和健康监测等领域。2014年，中国科学院北京纳米能源与系统研究所首次提出了摩擦电子学这一新的研究领域，利用接触起电产生的静电势作为门极信号来调控半导体中电传输与转化特性，实现了各种人机交互式功能器件，也为触觉系统建立了一个主动式的传感机制。

　　针对上述想法，由纳米能源所王中林和张弛指导的科研团队，近期研发出一种基于浮栅式摩擦电子学晶体管阵列的主动式触觉传感系统。该系统由10×10阵列构成，每个像素点最小尺寸可达0.5×0.5mm2，通过外部接触起电产生栅极电压来调控晶体管的源漏电流大小，从而实现对外部环境的触觉感知。实验结果表明，阵列中每个像素点均展示出很好的灵敏度和响应时间，并可在互不干扰的情况下正常工作，具有良好的耐久性、独立性和同时性，可实现多点接触传感、动态运动检测、实时轨迹追踪以及空间触觉成像。

　　该研究展示了摩擦电子学器件对外界环境刺激的主动式传感与人机交互机制，以及未来在可穿戴设备、人工智能、个性化医疗、传感网络等领域的应用前景。相关成果发表于ACS Nano期刊。

纳米能源所研发出基于摩擦电子学晶体管阵列的主动式触觉传感系统