柔性可穿戴传感器被广泛应用于如人体的健康状况监测、假肢、机器人等诸多领域,柔性传感器采集到大量数据后,需要相应的高性能存储器和处理器对其进行存储,运算和分析。传统的硅基非易失性存储器由于其刚性基板的特性,无法满足柔性、延展等方面的要求,而柔性阻变存储器(RRAM)具有擦写速度快、存储密度高以及功耗低等优点,具有应用潜力。大多数柔性可穿戴传感器都需要外部供电,使用微型电池存在无法长期续航的致命缺点,而使用外接电源则会给操作带来诸多不便。因此,与之相比,新型的自供电传感器极具吸引力。柔性摩擦纳米发电机(TENG)可以将人体运动的机械能转换成电能,同时具有传感特性,是一种新型的自供电传感器。本工作致力于探索面向柔性可穿戴传感应用的柔性阻变存储器和基于TENG的柔性自供电传感器。本文的主要工作如下:(1)本文对柔性忆阻器进行了研究,提出了一种可全降解的忆阻器。首先选择生物材料明胶(gelatin)作为阻变层,使用四种不同的金属作为上电极研究其对金属上电极(TE)/gelatin/W器件阻变性能的影响。结果表明:上电极与底电极金属之间的功函数差异显著影响器件的阻变特性,甚至会导致不同器件的set和reset电压极性相反;上电极和底电极金属的功函数相差越大,通常阻变存储器的开关阻值比越大,稳定性越高。随后对金属TE/gelatin/W器件的阻变机理进行了测试和分析,实验表明,器件的阻变行为是由于金属导电细丝的形成及断裂,且导电细丝的组成成分由金属电极的电化学活性及两电极使用的金属材料的功函数差值决定。(2)根据以上结果,选择Mg作为上电极,柔性可降解材料PLGA作为衬底制备了柔性可降解RRAM器件。研究了器件的阻变机理及阻变特性,并对器件的机械柔韧性和可降解特性进行了表征。研究结果表明,这是一种适合可穿戴应用和人体植入的柔性可降解存储器。(3)本文提出了一种基于纺织材料的开关式摩擦纳米发电机(S-TENG),其可以被用作自供能传感器。由TENG、开关及负载构成RC电路,通过闭合开关使TENG放电并得到输出电压峰值和时间常数两个有效信号,本文首次提出了使用TENG的瞬时电容(即输出信号的时间常数)作为传感信号这一方法以解决环境干扰对传感结果造成的影响问题。当S-TENG应用于静态传感时,其可以作为抗湿度干扰的自供能电子秤和压力传感器以及握力传感器。当其应用于动态传感时,可以将其贴合在手肘处和鞋垫上实时传感手肘弯曲角度和踏步力分别随时间的变化曲线。最后,将电路中的手动开关替换为MOSFET进一步提高了动态传感的分辨率。