大連理工成功研發(fā)高可靠、低功耗、高靈敏度集成傳感器

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大連理工大學(xué)黃輝教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)了無漏電流“納米線橋接生長技術(shù)”，解決了納米線器件的排列組裝、電極接觸及材料穩(wěn)定性問題，制備出高可靠性（8個(gè)月電阻變化率<0.8%）、低功耗（可室溫工作）及高靈敏度（NO2檢測(cè)限0.5ppb）的GaN納米線氣體傳感器，該傳感器可推廣至生物檢測(cè)以及應(yīng)力應(yīng)變檢測(cè)等，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)表在國際納米領(lǐng)域頂級(jí)期刊“Nano Letters” 。

現(xiàn)階段，半導(dǎo)體集成電路芯片發(fā)展迅速，推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)和人工智能產(chǎn)業(yè)的興起。如果把集成電路比作人腦，傳感器就相當(dāng)于人類的感覺器官，兩者是相互依存的。然而，傳感器（尤其是可集成的微納傳感器）的發(fā)展程度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于IC的發(fā)展水平。因此，微納傳感器（或傳感芯片）將是繼IC產(chǎn)業(yè)之后的另一重大產(chǎn)業(yè)。

黃輝團(tuán)隊(duì)，首次研究了納米線橋接生長中的寄生沉積效應(yīng)，發(fā)明了一種結(jié)合氣流遮擋效應(yīng)與表面鈍化效應(yīng)的橋接生長方法，解決了寄生沉積問題；并首次實(shí)現(xiàn)了“無漏電流”的GaN橋接納米線，在此基礎(chǔ)上研制出高穩(wěn)定性、低功耗以及高靈敏度的集成納米線氣體傳感器。特別是，GaN材料是第三代半導(dǎo)體，具有優(yōu)異的穩(wěn)定性（耐高溫、抗氧化、耐酸堿腐蝕）和生物兼容性，適用于嚴(yán)酷環(huán)境下的應(yīng)力應(yīng)變以及液體和氣體樣品的檢測(cè)（實(shí)驗(yàn)證明氫氟酸腐蝕48小時(shí)未對(duì)GaN納米線產(chǎn)生影響），應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。這項(xiàng)技術(shù)推動(dòng)了傳感器芯片的發(fā)展。