中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )
China Electronic Components Association
近日，中山大學(xué)微電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)院許適溥副教授團隊在國際知名期刊Small上發(fā)表題為“Exploration of Two-Dimensional Conductance Along LaAlO3/SrTiO3 Interface for Pressure Sensing”的研究論文（文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202412749）。文章第一作者為2024級博士生石益文，通訊作者為許適溥副教授。
壓力傳感器的響應機制基于應力與應變梯度的本構關(guān)系，器件靈敏度通常由減小傳感單元厚度來(lái)提升。然而，傳感單元的減薄會(huì )導致傳感魯棒性下降，研制兼具高靈敏度和高穩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)結的二維電導，作為壓力傳感單元，制備壓力傳感器，旨在同時(shí)優(yōu)化傳感靈敏度與穩定性。在LAO/STO異質(zhì)結的制備中，實(shí)驗運用脈沖激光沉積技術(shù)，在（001）取向的SrTiO3 (STO)襯底上生長(cháng)LAO薄膜，并通過(guò)調控沉積氛圍，獲得沿LAO/STO界面的氧空位。在轉角磁阻表征中，LAO/STO異質(zhì)結氧空位展現出具有磁場(chǎng)取向依賴(lài)的二維磁阻效應。同時(shí)，通過(guò)擬合異質(zhì)結的溫度-載流子濃度關(guān)系，實(shí)驗計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的費米能級，賦予異質(zhì)結金屬導電特性。實(shí)驗將LAO/STO異質(zhì)結構建為壓力傳感器，在超過(guò)100次的重復性測試中保持穩定性能；在25 Pa - 900 Pa 的環(huán)境壓力變化呈線(xiàn)性響應，體現達到2.9 × 10-6 Pa-1的靈敏度。相關(guān)研究證實(shí)，基于二維電導構筑壓力傳感器可同時(shí)提高壓力傳感的靈敏度與穩定性，為新一代壓力傳感器開(kāi)發(fā)提供解決方案。
圖片來(lái)自：Y.W. Shi, X. Xu, Y. Zhang, C.M. Zhang, Z.T. Li, S. P. Xu, * Exploration of Two-Dimensional Conductance Along LaAlO3/SrTiO3 Interface for Pressure Sensing. Small, 2025, 2412749. (* Corresponding author)
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(lèi)1區期刊，發(fā)表研究論文10篇；在Materials Futures（中科院大類(lèi)1區期刊）和Exploration期刊擔任青年編委；主要研究方向包括低維材料表界面工程及其傳感應用、高特異性氣敏傳感器研制及其痕量氣體檢測、和鐵電材料開(kāi)發(fā)及其器件化應用。
