[发明专利]摩擦电子学晶体管及应用其的力、磁场传感器

权利要求书

1.一种摩擦电子学晶体管，包括：

场效应晶体管，包括：

基底层；

沟道层，位于所述基底层上表面；

电极，位于所述沟道层上表面，包括独立分布的源极和漏极，所述源极和漏极的部分延伸出所述沟道层的边缘；

绝缘摩擦层，位于所述电极上表面的部分区域及未被覆盖的沟道层上表面；以及

移动摩擦层，位于所述绝缘摩擦层上方，通过移动改变与所述绝缘摩擦层的接触/分离状态；

所述绝缘摩擦层的材质与所述移动摩擦层的材质为位于摩擦电极序列不同位置的材料。

2.根据权利要求1所述的摩擦电子学晶体管，其中，所述沟道层的材质包括p/n型并五苯、p/n型石墨烯、氧化锌、聚噻吩、富勒烯、聚三芳胺、聚3-己基噻吩、聚2噻蒽并噻吩或二硫化钼。

3.根据权利要求1所述的摩擦电子学晶体管，其中：

所述绝缘摩擦层相对于所述移动摩擦层的电极序为正，以使所述沟道层形成耗尽区；或者，

所述绝缘摩擦层相对于所述移动摩擦层的电极序为负，以使所述沟道层形成增强区。

4.根据权利要求1所述的摩擦电子学晶体管，其中，所述绝缘摩擦层包括自下而上叠置的绝缘层和摩擦层，所述摩擦层的主体材质为摩擦材料；所述绝缘层的材质包括无机氧化物或高分子聚合物。

5.根据权利要求1所述的摩擦电子学晶体管，其中，所述源极和漏极之间的间距为60～100μm；所述绝缘摩擦层的厚度为300～500nm。

6.根据权利要求1所述的摩擦电子学晶体管，其中，所述移动摩擦层与绝缘摩擦层之间的分离距离的范围为0-20mm。

7.根据权利要求1所述的摩擦电子学晶体管，其中，所述基底层的材质包括聚对苯二甲酸乙二酯塑料、聚酰亚胺膜、聚醚砜树脂，聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对二甲苯或聚二甲基硅氧烷。

8.根据权利要求1所述的摩擦电子学晶体管，其中，所述基底层表面镀有五氧化二钽。

9.一种摩擦电子学晶体管力传感器，包括如权利要求1～8中任一项中所述的摩擦电子学晶体管，以使所述绝缘摩擦层和移动摩擦层在外力作用下改变接触/分离状态，通过对沟道电流的调控实现对所述外力的传感。

10.根据权利要求9所述的摩擦电子学晶体管力传感器，其中，还包括：支撑结构，置于所述移动摩擦层与绝缘摩擦层之间。

11.根据权利要求10所述的摩擦电子学晶体管力传感器，其中，所述支撑结构置于所述移动摩擦层与绝缘摩擦层之间的边缘位置。

12.一种摩擦电子学晶体管磁场传感器，包括：

如权利要求9所述的摩擦电子学晶体管力传感器；

设置于所述移动摩擦层上表面的磁性复合膜；

使所述绝缘摩擦层和移动摩擦层在外界磁场作用下改变接触/分离状态，通过对沟道电流的调控实现对所述外界磁场的传感。

13.根据权利要求12所述的摩擦电子学晶体管磁场传感器，其中，所述磁性复合膜包括磁性材料与高分子材料的混合物。