“壓電-光電子”效應為機器人帶來有觸感的皮膚
發布時間：2013-8-27 11:23
發布者：李寬
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美國喬治亞理工學院(Georgia Institute of Technology，Georgia Tech)教授、壓電材料(piezo-electric material)專家Zhong Lin Wang，開發出一種新的“壓電-光電子(piezo-phototronic)”方案，可望為機器人帶來具備觸感的人造皮膚。 利用這種由Wang所首創的新種類半導體組件，其研究團隊已經制作出人造皮膚的原型，可賦予機器人如人類般的觸感，或是用以制作無墨水指紋掃描機、生物造影(biological imaging)或是提升微機電系統(MEMS)裝置的性能。 “壓電-光電子”效應是利用藉由變形壓電奈米線所導致的電荷極化(charge polarization)，強化微型LED內的電荷傳輸與重組；該LED是絕緣藍寶石基板上，于n型氮化鎵層上生長p型氧化鋅奈米線。每當奈米線數組感受到來自人類或機器人手指觸摸的應變(strain)，p-n接面就會讓LED發光，其光強度與所施加的壓力成正比。而其發光影像──舉例來說，可能是一個指紋──就能用傳統的光學技術來感應。 
“壓電-光電子”感測裝置原理（來源：Georgia Tech） Wang的團隊最近展示了直徑2.7微米的氧化鋅奈米線數組，能以每吋6,300點(dots)的分辨率感測觸摸，切換時間90毫秒(milliseconds)；研究團隊是以低溫化學生長技術，在氮化鎵薄膜上制作奈米線圖案，并以熱塑材料在奈米線之間提供支撐。 圖案化的鎳-金電極與底部的氮化鎵薄膜形成歐姆觸點(ohmic contact)，同時透明的氧化銦錫(indium-tin oxide，ITO)則沉積于頂部做為共同電極。未來該研究團隊計劃透過較高溫度的奈米線生長制程，進一步提升組件的分辨率。
喬治亞理工學院教授Zhong Lin Wang開發能將機械應力直接轉換成光學影像的傳感器（來源：Georgia Tech） |
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