摘要:高性能、低功耗至零功耗的压电传感器满足了小尺寸、低功耗柔性微电子系统日益增长的需求,在机器人与假肢、可穿戴设备、电子皮肤等领域有着广阔的应用前景。本文介绍了压电传感器的发展历程、应用场景和典型案例,总结了提高压电传感器性能的几种策略:(1)材料创新:从压电半导体材料、无机压电陶瓷材料、有机压电聚合物、纳米复合材料,到新兴的、有前景的分子铁电材料。(2)在压电材料表面设计微结构,增大压电材料在作用力下的接触面积。(3)在传统压电材料中添加化学元素、石墨烯等掺杂剂。(4)开发基于压电电子效应的压电晶体管。此外,还讨论了每种策略的原理、优缺点和挑战。此外,还预测了压电传感器的前景和发展方向。未来,电子传感器需要嵌入微电子系统中才能充分发挥作用。因此,本文最后提出了一种基于外围电路的提高压电传感器性能的策略。
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