接触主导电容压力传感器

宽域近线性

微结构电极和高比容介电层协同，在0–100 kPa宽压力范围内实现近线性高灵敏响应。

马超 · Xiaowei, Shi · Liu, Yuxuan · 秦龙辉 · Xia, Fan · Long, Guanhua · Jiang, Xijun · Chen, Xingxing · 梁学磊 · 彭练矛 · 胡又凡

Nature Communications 2025

具体参数

压力响应提升倍数

3000

传感范围

1 MPa

灵敏度

9.22 kPa⁻¹

线性度

0.9998

集成电响应

4 × 10⁵

技术优势

响应提升3000倍以上

通过微结构电极和高单位面积电容介电层，实现局域电位移场增强的电容变化，极大提升了压力响应。

宽范围近线性

在0–100 kPa宽压力范围内保持近线性响应（R²=0.9998），有利于精确信号处理。

低压高增益集成

与浮栅晶体管集成后，在2.66 V低工作电压下获得约4×10⁵的电响应，适合低功耗电子。

应用场景

• 柔性压力传感器：在宽压力范围内提供近线性高灵敏响应，无需复杂信号补偿。
• 机器人触觉感知：高线性响应使触觉信号可直接映射压力值，便于精确感知。
• 机械臂精细操控：快速精确的压力反馈有助于机械臂实现精细抓取和操控。
• 电子皮肤：宽压力范围覆盖轻触到重压，且近线性响应适合电子皮肤信号处理。
• 流体物性传感：可感知流体微小压力变化，用于评估流体物性。