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基于柔性温度传感器的电子皮肤,在可穿戴人类活动监测设备和个人医疗健康等应用领域得到了广泛地关注。但是,目前电子皮肤研究领域在提高设备稳定性,提高器件灵敏度和降低成本等方面还存在诸多挑战,有待进一步解决。基于薄膜晶体管的温度传感器具备良好的可重复性,较高的稳定性和高灵敏度,因此在电子皮肤领域具备较大的应用潜力。本文基于薄膜晶体管的工作原理,利用非晶铟镓锌氧作为器件沟道层材料,选择磁控溅射、旋涂等工艺,制备出柔性温度敏感型薄膜晶体管传感器件。为了在人工电子皮肤领域开展相应的应用研究,本文探讨了柔性器件的温度响应特性。本文的主要研究内容如下:首先,利用磁控溅射和旋涂等工艺制备柔性透明器件。器件具备1.1 V的工作电压和2.81×107的开关比。场效应迁移率和亚阈值摆幅分别为33.5 cm2/V·s和83.38 mV/dec。该柔性透明器件具备良好的转移特性和输出特性,器件的阈值电压VTH与外界温度存在较强的相关性。同时建立了输出特性曲线和温度之间的相关性模型。此外,本文还对柔性透明器件的绝缘层温度敏感性、场效应迁移率和器件整体透明性进行相关测试。其次,测试柔性透明薄膜晶体管器件的机械柔韧性。在两个弯曲方向和不同弯曲半径下都得到了良好的转移特性曲线。在向下和向上弯曲的测试平台上,阈值电压VTH的变化率分别为0.063%和0.353%(<1%),结果表明柔性TFT具有良好的机械柔韧性和器件稳定性。以5 mm的半径重复弯曲装置对相同的器件来进行弯曲耐力测试。在10,000次弯曲测试后,阈值电压VTH也仅从1.01 V略微变化到1.16 V,变化率为0.002%(<1%),表明该柔性透明器件具备良好的器件变形稳定性和电学稳定性。最后,通过循环偏压测试和能带间缺陷态密度测试,解释柔性透明薄膜晶体管器件的温度传感机理。当外界温度发生改变时,热激发的氧原子引起空位,而且热激发的氧原子离开初始位置并进入间隙位置,同时在较高温度下由氧空位产生的自由电子会降低阈值电压VTH,当温度降低时,氧空位和间隙氧原子彼此重新结合,返回到初始的准平衡状态。