近日，中山大学许适溥副教授团队在基于二维电导的压力传感器研究方面取得进展，并在国际知名期刊Small上发表题为“Exploration of Two-Dimensional Conductance Along LaAlO₃/SrTiO₃ Interface for Pressure Sensing”的研究论文。文章第一作者为2024级博士生石益文，通讯作者为许适溥副教授。

压力传感器的响应机制基于应力与应变梯度的本构关系，器件灵敏度通常由减小传感单元厚度来提升。然而，传感单元的减薄会导致传感鲁棒性下降，研制兼具高灵敏度和高稳定性的压力传感器成为相关领域的前沿课题。

本研究创新性地将LaAlO₃/SrTiO₃（LAO/STO）异质结的二维电导，作为压力传感单元，并制备了压力传感器，旨在同时优化传感灵敏度与稳定性。在LAO/STO异质结的制备中，实验运用脉冲激光沉积技术，在（001）取向的SrTiO₃ (STO)衬底上生长LAO薄膜，并通过调控沉积氛围，获得沿LAO/STO界面的氧空位。在转角磁阻表征中，LAO/STO异质结氧空位展现出具有磁场取向依赖的二维磁阻效应。同时，通过拟合异质结的温度-载流子浓度关系，实验计算得出氧空位的去离化能为0.03 eV；这一低的去离子化能有效地抬升了LAO/STO的费米能级，赋予异质结金属导电特性。

实验将LAO/STO异质结构建为压力传感器，在超过100次的重复性测试中保持稳定性能；在25 Pa - 900 Pa 的环境压力变化呈线性响应，体现达到2.9 × 10⁻⁶  Pa⁻¹的灵敏度。相关研究证实，基于二维电导构筑压力传感器可同时提高压力传感的灵敏度与稳定性，为新一代压力传感器开发提供解决方案。

中山大学许适溥副教授以通讯/第一作者（含共同通讯/一作）身份在Nature communications和Angew. Chem. Int. Ed.等中科院大类1区期刊，发表研究论文10篇；在Materials Futures（中科院大类1区期刊）和Exploration期刊担任青年编委；主要研究方向包括低维材料表界面工程及其传感应用、高特异性气敏传感器研制及其痕量气体检测、铁电材料开发及其器件化应用。欢迎感兴趣的学生加入该科研团队开展研究（包括本科毕业设计）！

文章链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202412749

关键词:中山大学 压力传感器

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来 源：中山大学微电子科学与技术学院

编辑：清风

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