[发明专利]一种用于面内应变传感的各向异性薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种用于面内应变传感的各向异性薄膜的制备方法，其特征在于：

步骤1：将绝缘的高分子柔性衬底放置在磁控溅射真空腔室衬底托盘的加热器上加热至预设的温度；

步骤2：在绝缘的高分子柔性衬底上使用氩气等离子体和氧气等离子体进行溅射轰击；

步骤3：在溅射轰击后的高分子柔性衬底上使用射频磁控溅射方法溅射底电极层；

步骤4：在底电极层表面溅射各向异性薄膜层；

步骤5：在各向异性薄膜层表面溅射顶电极层。

2.根据权利要求1所述的一种用于面内应变传感的各向异性薄膜的制备方法，其特征在于：步骤1中高分子柔性衬底依次使用去离子水、无水乙醇、丙酮、异丙醇进行超声波清洗，每种溶液清洗时间15min；随后将高分子柔性衬底置于鼓风干燥箱中在60℃干燥空气下烘干；高分子柔性衬底在真空室内加热，真空室抽真空至本底真空10^-4Pa；加热温度150℃，保持温度至少10min。

3.根据权利要求1所述的一种用于面内应变传感的各向异性薄膜的制备方法，其特征在于：所述的高分子柔性衬底为能够耐受100℃以上高温的热缩性高分子柔性衬底。

4.根据权利要求1所述的一种用于面内应变传感的各向异性薄膜的制备方法，其特征在于：步骤2中溅射轰击的气体依次选择氩气和氧气，射频电源功率为100W，时间为5min。

5.一种用于面内应变传感的各向异性薄膜，其特征在于：所述薄膜包括在高分子柔性衬底上制备的底电极层、各向异性薄膜层和顶电极层，测量时，电流沿顶电极层和底电极层从各向异性薄膜层厚度方向流过，实现对平行于各向异性薄膜层方向的变形进行测量。

6.根据权利要求5所述的一种用于面内应变传感的各向异性薄膜，其特征在于：所述的各向异性薄膜层为一层带有压阻特性的半导体薄膜或为压电半导体薄膜，为n型半导体或者是p型半导体；对于压电半导体薄膜，同时具有压电和半导体特性，压电半导体薄膜的厚度方向为压电系数最高的方向；所述的各向异性薄膜层具有柱状晶结构；晶界排列的一致取向性使得各向异性薄膜层实现薄膜电阻率各向异性的特征。

7.根据权利要求5所述的一种用于面内应变传感的各向异性薄膜，其特征在于：所述各向异性薄膜层的厚度为100nm至2μm之间；各向异性薄膜层面积为0.01mm²至150mm²之间；所述顶电极层和底电极层的厚度均为100至200纳米，电阻控制在1kΩ以下。

8.根据权利要求5所述的一种用于面内应变传感的各向异性薄膜，其特征在于：所述顶电极层和底电极层的导电材料选择金、铂或氧化铟锡。