《基於柔性襯底的石墨烯高頻納機電諧振器研究》是依託電子科技大學,由徐躍杭擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於柔性襯底的石墨烯高頻納機電諧振器研究
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：徐躍杭
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基於柔性襯底的高頻納機電諧振器可在非平面載體上實現高頻振盪器、高靈敏度感測器和單分子檢測器等，在醫療、消費電子等領域有著巨大的套用潛力。然而長期以來由於納米電子薄膜材料機-電特性不理想、納米器件工藝不成熟和缺乏高效激勵與檢測技術等關鍵原因，柔性納機電諧振器目前還未見相關報導。針對上述關鍵問題，本課題選擇同時具有優秀的機械性能、電性能和熱性能的石墨烯作為薄膜材料，採用雙端固支梁納機電諧振器結構，提出了一種基於可光刻液態聚合物柔性襯底的器件製備方法，可有效解決固態柔性襯底在器件製備過程中存在的粘附性差、平整度難控制、高溫處理易變形等問題。此外，為實現高效的激勵與檢測，擬採用基於諧振溝道電晶體(RCT)的全電學高頻信號激勵與檢測方法，並通過建立力-電-熱一體化等效電路模型進行器件結構和檢測電路的最佳化設計，以提高器件回響幅度和系統的檢測靈敏度。本項目的研究成果可加速高頻柔性薄膜全積體電路的開發。
結題摘要
基於柔性襯底的高頻納機電諧振器可在非平面載體上實現高頻振盪器、高靈敏度感測器和單分子檢測器等，在醫療、消費電子等領域有著巨大的套用潛力。然而長期以來由於納米電子薄膜材料機-電特性不理想、納米器件工藝不成熟和缺乏高效激勵與檢測技術等關鍵原因，柔性納機電諧振器目前還未見相關報導。針對上述關鍵問題，本課題針對具有優秀的機械性能、電性能和熱性能的石墨烯作為薄膜材料，採用雙端固支梁納機電諧振器結構，提出了一種高質量金輔石墨烯助轉移技術，在矽硬質襯底和柔性聚對苯二甲酸乙二酯類塑膠（PET）襯底上開展了器件製備試驗，驗證了其可行性，開發了石墨烯納機電諧振器；同時開展了基於柔性PET襯底上的石墨烯電晶體和柔性液晶聚合物襯底（LCP）的微波無源電路器件製備。實現了最高張力達5%、最高振盪頻率大於28GHz（張力＜2%時）的柔性石墨烯電晶體器件。揭示高頻石墨烯納機電諧振器在大形變條件下的場效應特性與機械振動規律，建立了能夠準備預測NEMS的頻率調諧、溫度調諧和非線性特性等方面的高頻等效電路模型，為後期結構最佳化和積體電路設計提供了重要的理論依據和設計工具。共發表SCI刊源期刊論文29篇和本學科A類會議IEEE IMS論文6篇，其中在本學科權威期刊IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques、IEEE Electron Device Letters和 IEEE Transactions on Electron Devices上9篇。授權國家發明專利3項，申請荷蘭發明專利1項，培養博士後1名，博士生4名，碩士研究生5名。
