[发明专利]基于层状材料的压力传感器及压电效应测量系统

权利要求书

1.一种基于层状材料的压力传感器，其特征在于，所述的压力传感器包括：

绝缘层，所述绝缘层上刻蚀有一条沟道；

二维材料薄膜层，所述二维材料薄膜层的两端横跨所述沟道设置于所述绝缘层上，所述二维材料薄膜层的中间部分悬浮在所述沟道上；在垂直于所述二维材料薄膜层的压力作用下，所述二维材料薄膜层中各原子层之间的间距以及各原子层内原子间的间距发生改变，使得所述二维材料薄膜层的电阻发生改变；

金属电极层，包括源电极层及漏电极层，所述源电极层设置在所述沟道一侧的所述绝缘层上，并覆盖在所述二维材料薄膜层的一端上；所述漏电极层设置在所述沟道另一侧的所述绝缘层上，并覆盖在所述二维材料薄膜层的另一端上。

2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述的压力传感器还包括：基底，设置在所述绝缘层下面。

3.根据权利要求2所述的压力传感器，其特征在于，所述二维材料薄膜层为石墨烯薄膜晶体或过渡金属硫族化物。

4.根据权利要求3所述的压力传感器，其特征在于，所述绝缘层为二氧化硅或PMMA。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的压力传感器，其特征在于，所述沟道的宽度为3微米。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的压力传感器，其特征在于，所述绝缘层的厚度为300纳米。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的压力传感器，其特征在于，所述沟道的深度为250纳米。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的压力传感器，其特征在于，所述源电极层由5nm厚的钛及50nm厚的金组成，所述漏电极层由5nm厚的钛及50nm厚的金组成。

9.一种基于层状材料的压力传感器，其特征在于，所述的压力传感器包括：

弹性衬底；

二维材料薄膜层，所述二维材料薄膜层平铺于所述弹性衬底的表面；在垂直于所述二维材料薄膜层表面的压力作用下，所述二维材料薄膜层中各原子层之间的间距以及各原子层内原子间的间距发生改变，使得所述二维材料薄膜层的电阻发生改变；

金属电极层，包括源电极层及漏电极层，所源电极层压接于所述二维材料薄膜层的一端上，所述漏电极层与所述源电极层对称的压接于所述二维材料薄膜层的另一端。

10.一种压电效应测量系统，其特征在于，所述的压电效应测量系统包括：权利要求1或9所述的压力传感器、原子力显微镜、电压源及电流表，其中，

所述源电极层连接所述电压源的负极并接地，所述电压源的正极通过电流表连接所述漏电极层；

成像过程中，所述原子力显微镜的针尖接触所述二维材料薄膜层并施加压力，使所述二维材料薄膜层被拉伸，所述二维材料薄膜层中各原子层之间的间距以及各原子层内原子间的间距发生改变，使得所述二维材料薄膜层的电阻发生改变，利用所述电压源及电流表，通过所述二维材料薄膜层上的金属电极层测量石墨烯薄膜晶体的电阻大小。