[发明专利]定量测试力电性能与显微结构的传感器及制作方法

摘要

本发明涉及一种定量测量力电性能与显微结构的传感器及制作方法，特征在于：传感器由悬空结构、压敏电阻悬臂梁、支撑梁、双金属片等组成。当双金属片产生弯曲变形时，推动其中一个压敏电阻悬臂梁并拉伸低维纳米材料，低维纳米材料再带动另一个压敏电阻悬臂梁产生弯曲变形。通过惠斯通电桥输出电信号的变化，来获取低维纳米材料所受应力的大小。同时，通过两个悬臂梁之间的横向位移差，来获取低维纳米材料的形变量，从而测得低维纳米材料的应力-应变曲线。当低维纳米材料在通电状态下测量时，则也能获取电压-电流曲线。另外，通过透射电镜中高分辨成像系统，可以在原子点阵分辨率下，原位记录低维纳米材料力电性能和显微结构变化的相关性。

主权项

定量测试力电性能与显微结构的传感器，其特征在于：一个中空的结构，该结构自下而上由阻挡层、硅衬底、外延层α和绝缘层组成；该结构中间部分的阻挡层和部分硅衬底被刻蚀，剩余的周边部分包括阻挡层、硅衬底、外延层α和绝缘层四层，称为基础部分；中间部分继续被刻蚀穿形成压敏电阻悬臂梁和悬空结构；传感器的基础部分上表面向下刻蚀出一个用于放置双金属片的凹槽，凹槽内放置双金属片后，双金属片的上表面与压敏电阻悬臂梁和悬空结构的上表面处于同一水平面上；所述的悬空结构，位于两个压敏电阻悬臂梁之间，悬空结构与其中一个压敏电阻悬臂梁不接触，悬空结构的一条边与这个悬臂梁的边缘平行，且悬空结构的这条边上有一个突出来的部分，突出部分与双金属片不接触；悬空结构的另一条边与压敏电阻悬臂梁接触；悬空结构通过两侧的支撑梁连接在基础部分上；所述的悬臂梁和基础部分的上方有一个惠斯通电桥电路；所述的惠斯通电桥电路，由四个完全相同的压敏电阻组成，位于外延层α和绝缘层之间；其中两个压敏电阻位于基础部分，作为固定电阻；另外两个压敏电阻位于悬臂梁上方，作为可变电阻。