触觉如人类皮肤的纳米丝晶体管阵列 - 物理.PDF

物理新闻和动态 触觉如人类皮肤的 电荷。几年前，Wang 每一个晶体管含有1500根纳米 纳米丝晶体管阵列 利用这一原理使用氧 丝，每一根纳米丝的直径为500 nm。 化锌纳米丝制作了一 灵敏元件可以探测10 kPa 那样小的 种压电晶体管。通常 压力变化，这类似于按键时施加在 一个美国工程师团队制成了敏 的晶体管包含一个源极，一个漏极 键盘上的轻微压力。所做成的 感如皮肤的纳米晶体管阵列，可以 2 和一个栅极，用来控制它们之间的 “压电晶体管芯片”面积不到1 cm 。 将机械运动转换成电子信号，其灵 电流。与通常的场效应管不同，压 为了使这种芯片得到实际应用，一 敏程度可以与手指尖相比。 电晶体管只由源极和漏极组成。其 个关键步骤是使这样集成的阵列产 对于研究机器人的专家来说， 材料内部的压电极化起着栅极的作 业化。 用电子学来重现人类的触觉是很困 用，通过控制电子在纳米丝的两端 除了可以为机器人提供更适应 难的。现有的触觉传感器是利用在 的流动来调整电流。 的触觉以外，这种技术还可以改进 被触到时电阻值会改变的材料制成 在新的工作中，Wang 等制作 人类假肢的功能，并且提供了一种 的，这种装置的分辨率低，其像素 了一个由8 千4 百多个触敏晶体管组 与电子学仪器对话的新途径，例 在1 mm 左右。由美国佐治亚技术 成的阵列作为触觉感知像素。在一 如，用于电子签字的改进。这种阵 研究所 （Georgia Institute of Tech- 薄层透明的基底上，平行放置铟锡 列可以记录签字的图形，签字时 nology) 的Zhong Lin Wang 所领导的 氧化物条作为底电极。在每一纳米 所施加的压力，以及写字时的速 团队利用压电效应这种独特的物理现 丝上镶有金触点。然后用低温热液 度，使得电子签字更安全。有关 象，将像素的尺寸减小到20—50 μm， 化学生长技术将这些纳米丝组合起 论文发表在2013 年4 月25 日出版的 使灵敏度提高了至少30 倍。 来。最后，安装金触点以及与底电 Science 上。 当压电半导体受到机械力时， 极垂直放置的条形顶电极，再将整 组成它的晶体的对称性就会被破 个阵列用聚合物加以密封，起到防 (树 华 编译自Physics World News， 坏，使得沿材料长度方向产生极化 潮和防腐蚀作用。 26 April ，2013) ·182 · ·43 卷 (2014 年) 3 期 物理新闻和动态 厄尔尼诺会加剧和 都非常敏感，所以 Zhang 模型给出的各种参数中，Zhang 和 转移季节性风暴 的研究团队作了 120 次的 他的研究团队确认了区域性大气斑 模拟计算，让每一次的初 图产生的原因。他们发现，在阿留 始条件都有一些微小的改 申群岛上空的非厄尔尼诺运行区， 在北美洲地区，冬季和春季的 变，在这些变化中，有一半是考虑 大气角动量的聚集是风暴最大的孕 风暴次数与强度都在日益增加。气 了厄瓜多尔附近海洋表面温度的上 育地，然后这些风暴向南移动，形 候的变化可能是导致风暴次数与强 升，这个参数是厄尔尼诺现象的表 成厄尔尼诺。厄尔