[发明专利]自驱动压力应变传感器及其制备方法、电子皮肤

权利要求书

1.一种自驱动压力应变传感器，其特征在于，包括：

晶体管层，包括衬底，以及衬底之上的石墨烯半导体层，所述石墨烯半导体层包括共层的栅极、源极和漏极，源极和漏极间通过沟道连接，栅极通过离子凝胶层与沟道连接，所述晶体管层还包括压电纳米发电机，所述压电纳米发电机的其中一个电极为所述栅极；

覆盖层，包括石墨烯层，该覆盖层配置为覆盖于所述晶体管层上且使所述石墨烯层覆盖所述沟道；

夹具，所述夹具配置为夹在晶体管层的沟道和石墨烯层上，能够旋转头部，且采用分立夹头，夹头可以松紧，实现同时监测压力与应变。

2.根据权利要求1所述的自驱动压力应变传感器，其特征在于，所述沟道为Z字形的具有多个弯折的沟道。

3.根据权利要求1所述的自驱动压力应变传感器，其特征在于，所述压电纳米发电机包括：作为其中一个电极层的栅极、栅极上方的压电聚合物以及位于压电聚合物上方的另一电极层。

4.根据权利要求1所述的自驱动压力应变传感器，其特征在于，

所述衬底材料为硅或者PET。

5.根据权利要求1所述的自驱动压力应变传感器，其特征在于，所述共层的栅极、源极和漏极呈矩阵式排列，形成多个晶体管结构。

6.根据权利要求1所述的自驱动压力应变传感器，其特征在于，所述石墨烯层的厚度为0.5-10nmμm。

7.根据权利要求1-6任一项所述的自驱动压力应变传感器，其特征在于，所述漏极和源极水平方向上间隔距离为50μm-10mm；

和/或，所述沟道的宽度为0.05mm-1mm。

8.根据权利要求1所述的自驱动压力应变传感器，其特征在于，所述离子凝胶层的厚度为40-100μm；

和/或，所述离子凝胶层的材料为单体聚乙二醇双丙烯酸酯单体和2-羟基-2甲基丙苯酮的聚合物。

9.一种电子皮肤，包括权利要求1-8任一所述的自驱动压力应变传感器。

10.一种自驱动压力应变传感器的制备方法，其特征在于包括：

制备晶体管层，包括：

制备衬底；

在衬底上制备单层石墨烯，并光刻形成共层的栅极、源极和漏极，源极和漏极间通过沟道连接；

在单层石墨烯上形成离子凝胶层，该离子凝胶层经光照和去离子水清洗后，形成连接沟道和栅极的结构；

制备压电纳米发电机，所述压电纳米发电机的其中一个电极为所述栅极；

制备覆盖层，所述覆盖层上制备有石墨烯层，该覆盖层配置为覆盖于所述晶体管层上且使所述石墨烯层覆盖所述沟道；

制备夹具，所述夹具配置为夹在晶体管层的沟道和石墨烯层上，能够旋转头部，且采用分立夹头，夹头可以松紧，实现同时监测压力与应变。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，

所述沟道为Z字形的具有多个弯折的沟道。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述共层的栅极、源极和漏极呈矩阵式排列，形成多个晶体管结构。