准二维垂直隧穿触觉传感器

超低噪声高分辨

通过石墨烯纳米墙-六方氮化硼-石墨烯范德华异质结的隧穿通道调控模拟 Merkel 细胞离子门控，将噪声功率谱密度降低三个数量级，实现超低噪声等效压力与超高灵敏度。

Guanyin, Cheng · Sun, Tianhui · Hailin, Gao · Wu, Yungen · 李京阳 · 熊文 · Xin-Xin, Li · 王化斌 · 田煜 · 魏大程 · 袁家虎 · Wei, Dapeng

ACS Nano 2025

具体参数

噪声功率谱密度
{'zh': '2.22', 'en': '2.22'} A²/Hz
噪声等效压力
{'zh': '7.96', 'en': '7.96'} Pa
灵敏度
{'zh': '1.99', 'en': '1.99'} kPa⁻¹
信噪比
{'zh': '68.76', 'en': '68.76'} dB
分辨率
{'zh': '1/10,000', 'en': '1/10,000'}
最小可识别负载
{'zh': '2', 'en': '2'} Pa
液体识别精度
{'zh': '98.1', 'en': '98.1'} %

技术优势

噪声低三个数量级

在 10 Hz 时噪声功率谱密度低至 2.22×10⁻²⁴ A²/Hz，比无 hBN 层的传感器低三个数量级，因此能分辨更微弱的压力信号。

能分辨微小负载

在 20 kPa 的基准压力下仍能识别 2 Pa 的最小加载，小于人体皮肤的感知阈值，接近超精细操作的需求。

超越人手的压力分辨率

信噪比高达 68.76 dB，分辨率达到 1/10,000，能够区分人手指难以察觉的微小压力变化。

碰一下就能辨液体

结合 TacAtNet 模型，通过指尖触碰液体检测复杂流体动力变化，对五种不同酒精浓度的区分精度达到 98.1%。

应用场景