近日，中山大學許適溥副教授團隊在基于二維電導的壓力傳感器研究方面取得進展，并在國際知名期刊Small上發(fā)表題為“Exploration of Two-Dimensional Conductance Along LaAlO?/SrTiO? Interface for Pressure Sensing”的研究論文。文章第一作者為2024級博士生石益文，通訊作者為許適溥副教授。

壓力傳感器的響應機制基于應力與應變梯度的本構(gòu)關系，器件靈敏度通常由減小傳感單元厚度來提升。然而，傳感單元的減薄會導致傳感魯棒性下降，研制兼具高靈敏度和高穩(wěn)定性的壓力傳感器成為相關領域的前沿課題。

本研究創(chuàng)新性地將LaAlO?/SrTiO?（LAO/STO）異質(zhì)結(jié)的二維電導，作為壓力傳感單元，并制備了壓力傳感器，旨在同時優(yōu)化傳感靈敏度與穩(wěn)定性。在LAO/STO異質(zhì)結(jié)的制備中，實驗運用脈沖激光沉積技術，在（001）取向的SrTiO? (STO)襯底上生長LAO薄膜，并通過調(diào)控沉積氛圍，獲得沿LAO/STO界面的氧空位。在轉(zhuǎn)角磁阻表征中，LAO/STO異質(zhì)結(jié)氧空位展現(xiàn)出具有磁場取向依賴的二維磁阻效應。同時，通過擬合異質(zhì)結(jié)的溫度-載流子濃度關系，實驗計算得出氧空位的去離化能為0.03 eV；這一低的去離子化能有效地抬升了LAO/STO的費米能級，賦予異質(zhì)結(jié)金屬導電特性。

實驗將LAO/STO異質(zhì)結(jié)構(gòu)建為壓力傳感器，在超過100次的重復性測試中保持穩(wěn)定性能；在25 Pa - 900 Pa 的環(huán)境壓力變化呈線性響應，體現(xiàn)達到2.9 × 10??  Pa?1的靈敏度。相關研究證實，基于二維電導構(gòu)筑壓力傳感器可同時提高壓力傳感的靈敏度與穩(wěn)定性，為新一代壓力傳感器開發(fā)提供解決方案。

中山大學許適溥副教授以通訊/第一作者（含共同通訊/一作）身份在Nature communications和Angew. Chem. Int. Ed.等中科院大類1區(qū)期刊，發(fā)表研究論文10篇；在Materials Futures（中科院大類1區(qū)期刊）和Exploration期刊擔任青年編委；主要研究方向包括低維材料表界面工程及其傳感應用、高特異性氣敏傳感器研制及其痕量氣體檢測、鐵電材料開發(fā)及其器件化應用。歡迎感興趣的學生加入該科研團隊開展研究（包括本科畢業(yè)設計）！

文章鏈接：

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