近日，中山大學(xué)許適溥副教授團(tuán)隊(duì)在基于二維電導(dǎo)的壓力傳感器研究方面取得進(jìn)展，并在國際知名期刊Small上發(fā)表題為“Exploration of Two-Dimensional Conductance Along LaAlO?/SrTiO? Interface for Pressure Sensing”的研究論文。文章第一作者為2024級(jí)博士生石益文，通訊作者為許適溥副教授。

壓力傳感器的響應(yīng)機(jī)制基于應(yīng)力與應(yīng)變梯度的本構(gòu)關(guān)系，器件靈敏度通常由減小傳感單元厚度來提升。然而，傳感單元的減薄會(huì)導(dǎo)致傳感魯棒性下降，研制兼具高靈敏度和高穩(wěn)定性的壓力傳感器成為相關(guān)領(lǐng)域的前沿課題。

本研究創(chuàng)新性地將LaAlO?/SrTiO?（LAO/STO）異質(zhì)結(jié)的二維電導(dǎo)，作為壓力傳感單元，并制備了壓力傳感器，旨在同時(shí)優(yōu)化傳感靈敏度與穩(wěn)定性。在LAO/STO異質(zhì)結(jié)的制備中，實(shí)驗(yàn)運(yùn)用脈沖激光沉積技術(shù)，在（001）取向的SrTiO? (STO)襯底上生長LAO薄膜，并通過調(diào)控沉積氛圍，獲得沿LAO/STO界面的氧空位。在轉(zhuǎn)角磁阻表征中，LAO/STO異質(zhì)結(jié)氧空位展現(xiàn)出具有磁場取向依賴的二維磁阻效應(yīng)。同時(shí)，通過擬合異質(zhì)結(jié)的溫度-載流子濃度關(guān)系，實(shí)驗(yàn)計(jì)算得出氧空位的去離化能為0.03 eV；這一低的去離子化能有效地抬升了LAO/STO的費(fèi)米能級(jí)，賦予異質(zhì)結(jié)金屬導(dǎo)電特性。

實(shí)驗(yàn)將LAO/STO異質(zhì)結(jié)構(gòu)建為壓力傳感器，在超過100次的重復(fù)性測試中保持穩(wěn)定性能；在25 Pa - 900 Pa 的環(huán)境壓力變化呈線性響應(yīng)，體現(xiàn)達(dá)到2.9 × 10??  Pa?1的靈敏度。相關(guān)研究證實(shí)，基于二維電導(dǎo)構(gòu)筑壓力傳感器可同時(shí)提高壓力傳感的靈敏度與穩(wěn)定性，為新一代壓力傳感器開發(fā)提供解決方案。

中山大學(xué)許適溥副教授以通訊/第一作者（含共同通訊/一作）身份在Nature communications和Angew. Chem. Int. Ed.等中科院大類1區(qū)期刊，發(fā)表研究論文10篇；在Materials Futures（中科院大類1區(qū)期刊）和Exploration期刊擔(dān)任青年編委；主要研究方向包括低維材料表界面工程及其傳感應(yīng)用、高特異性氣敏傳感器研制及其痕量氣體檢測、鐵電材料開發(fā)及其器件化應(yīng)用。歡迎感興趣的學(xué)生加入該科研團(tuán)隊(duì)開展研究（包括本科畢業(yè)設(shè)計(jì)）！

文章鏈接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202412749