柔性FBAR射频传感器

低压高灵敏触觉

以β型PVDF薄膜为压电层的柔性薄膜体声波谐振器，可同时实现弯曲与压力的高灵敏度检测，且温度漂移低，适用于集成在曲面或可穿戴表面上的触觉感知。

Tianyu, Wei · Dong, Bo · Yuxuan, Hu · 和树庆 · Yulong, Wang · Pofeng, Lin · Wobin, Huang

ACS Applied Electronic Materials 2024

参数信息

谐振频率

250 MHz

弯曲灵敏度

-330 kHz/mm⁻¹

压缩压力灵敏度

4.7 kHz/Pa

频率温度系数

-63 ppm/K

技术优势

不怕弯

整个FBAR结构制备在柔性聚酰亚胺基底上，反复弯曲不会破坏压电层，传感器仍能维持谐振工作。

压力灵敏度够高

压缩灵敏度达到4.7 kHz/Pa，这意味着施加微小压力即可产生明显的频率偏移，触觉分辨能力较强。

温度漂移小

频率温度系数仅-63 ppm/K，相比许多压电谐振器具有更好的温度稳定性，减小了环境温度变化引起的测量误差。

应用场景

• 电子皮肤：直接贴附曲面电子皮肤，用射频信号感知触觉与形变。
• 可穿戴医疗设备：柔性基底与低温度漂移使传感器可随身体曲率贴合，适合连续生理压力监测。
• 软体机器人：可安装在软体机器人关节或抓手上，提供弯曲和接触压力的高频反馈。
• 人机交互：利用高压力灵敏度检测微弱接触力，提升人机交互中的触觉响应。
• 压力传感：以射频谐振频率变化作为输出，提供直接的压力传感信号。