固态栅石墨烯晶体管

柔性高灵敏应变

超薄基板上集成的固态栅极石墨烯场效应晶体管，在弯曲条件下仍保持高迁移率，可作为高灵敏柔性应变传感器。

Jia, Yuan · 王程 · 孙浩

Nanoscale 2025

具体参数

器件密度

{'zh': '80', 'en': '80'} cm⁻²

良率

{'zh': '79', 'en': '79'} %

电子迁移率

{'zh': '279', 'en': '279'} cm² V⁻¹ s⁻¹

空穴迁移率

{'zh': '279', 'en': '279'} cm² V⁻¹ s⁻¹

弯曲后迁移率保持率

{'zh': '90', 'en': '90'} %

最小弯曲半径

{'zh': '5', 'en': '5'} mm

应变系数

{'zh': '430', 'en': '430'}

最小可检测应变

{'zh': '0.005', 'en': '0.005'} %

技术优势

高密度集成

在5 μm厚柔性薄膜上实现80个/cm²的器件密度，良率79%，超越了此前报道的数值。

弯曲下保持性能

2000次弯曲循环后仍保持初始迁移率的90%以上，且弯曲半径低至5 mm时场效应特性仍得以保留。

灵敏度提升近8倍

与商用金属应变片相比，灵敏度提高约8倍，且重复变形时响应稳定。

应用场景

• 柔性可穿戴传感器：直接贴附检测微小形变，替代刚性应变片。
• 柔性电子器件：作为超薄柔性基底上的有源器件集成。
• 电子皮肤：高灵敏、耐弯曲，可感知触觉与形变。
• 软体机器人：贴合软体表面，反馈动作中的应变。