第38届IEEE MEMS国际会议(IEEE MEMS 2025)近日在中国台湾省高雄市举行。本届IEEE MEMS会议上,中山大学发表的两项重要科研进展,均来自我院柯晴青教授研究团队。
微机电系统(Micro Electro Mechanical Systems,简称MEMS)作为当代微纳传感器制造领域的核心技术,其学术发展与技术创新始终引领着智能感知领域的革命性突破。作为该领域最具代表性的学术盛会,历经38载的发展,IEEE MEMS已成为全球规模最大、学术影响力最为卓著的MEMS领域顶级国际学术会议。
本届IEEE MEMS会议上,我院柯晴青教授研究团队发表的两篇成果题目分别为“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”,是中山大学本届会议两篇入选的科研成果。我院柯晴青教授与罗华煌助理教授为通讯作者,博士研究生程春龙、李笑儒分别为两篇论文的第一作者。罗华煌助理教授作为研究团队代表,赴高雄参加本届IEEE MEMS会议。
第一篇文章报道了一种基于128°Y切铌酸锂的表面声波(SAW)应变传感器,该传感器能够激发三种声波模态:一阶瑞利波(R1)、漏纵波(LL)和二阶瑞利波(R2)。我们分别对R1与LL、R1与R2进行拍频处理,实现了SAW应变传感器在25-120 ℃ 的温度范围内的片上自适应温度补偿。对于R1与R2拍频,在0-800 με的测试范围内,实测应变与参考应变之间的最大相对误差仅为5.8%,表明所开发的SAW应变传感器基本消除了温度对应变检测的影响。此外,所开发的SAW应变传感器的灵敏度为284.07 Hz/με,比文献中所报道的具有片上温度补偿能力的SAW应变传感器高出两个数量级。该研究不仅实现了SAW应变传感器的片上自适应温度补偿,还显著提高了其灵敏度,推动了SAW应变传感器在高温和密闭空间等恶劣环境中的应用。
第二篇文章提出了一种基于P(VDF-TrFE)的原位SAW/BAW传感器,可直接集成在金属表面,实现高效的温度与应变传感。表征结果表明,P(VDF-TrFE)薄膜具有优良的压电性能。该传感器能够激发多种BAW模式,其中BAW模式3的温度频率系数(TCF)高达738 ppm/°C, 而SAW模式1的TCF更是达到745 ppm/℃。此外,该传感器在SAW模式1下表现出优异的应变传感能力,在7000 με的大量程范围内保持良好线性度,灵敏度达146 Hz/με。得益于P(VDF-TrFE)材料的高热膨胀系数和优异延展性,该传感器展现出高温度灵敏度与宽应变测量范围的双重优势,在结构健康监测(SHM)以及多功能、多模态传感应用领域具有广阔的前景。
IEEE MEMS作为年度学术盛典,会议采取美洲、欧洲和亚洲三大洲轮值举办机制,聚焦微纳加工与集成技术、智能微纳传感器与执行器、微系统集成等领域的重要研究成果,旨在展示全球顶尖科研机构在MEMS前沿技术及应用方面的突破性进展。本次会议于今年1月在中国台湾省高雄市举行。
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