格拉斯哥团队用 GaAs 制造“电子皮肤”

柔性光电探测器可以赋予机器人新的能力

一种新形式的柔性光电探测器可以为未来的机器人提供能够“看到”人类视觉范围之外的光的电子皮肤。

格拉斯哥大学的一组工程师支持这项开发，其中涉及一种新开发的方法，将由 GaAs 制成的微型半导体打印到柔性塑料表面上。

他们的材料提供与市场上最好的传统光电探测器相当的性能，并且能够承受数百次弯曲和弯曲循环。

在发表在《先进材料技术》杂志上的一篇新论文中，研究人员概述了他们如何开发这项技术，该技术使皮肤能够检测来自广泛电磁光谱的光。

它建立在团队之前的研究基础上，他们开发了一种将硅电路直接印刷到柔性塑料表面的方法，从而能够创造出高性能的可弯曲电子产品。

格拉斯哥团队率先找到在柔性基板上使用 GaAs 的方法。

他们调整了现有的卷筒印刷系统，使用 15µm 宽的线阵列将 GaAs 电子产品印刷到柔性表面上。

这使他们能够创造出一种新型的柔性光电探测器，能够感应从紫外线范围、光谱的可见部分到红外线的光——所有这些都需要极低的功率。

该系统能够对光做出超快响应，只需要 2.5 毫秒即可测量出光，8 毫秒即可恢复——这一性能与目前可用的最佳非柔性光电探测器一样好。

为了测试系统的耐用性，他们在一台机器中对材料进行了一系列严格的测试，该机器设计用于弯曲和扭曲数百次。在 500 次循环过程中，该材料没有表现出明显的性能损失，这表明它

格拉斯哥大学詹姆斯瓦特工程学院的 Ravinder Dahiya 是开发这种皮肤的可弯曲电子和传感技术 (BEST) 研究小组的负责人。

Dahiya 说：“多年来，我们一直在努力提高生产柔性电子产品的能力。我们找到了将电子产品直接打印到柔性表面上的新方法，构建了能够感受“疼痛”的电子皮肤，并开发了可以由太阳或人类汗水驱动的可弯曲电子产品。

“这项最新进展是我们第一次能够将 GaAs 打印到柔性表面上，为我们的研究开辟了新途径。

“未来，这种光敏柔性材料可以为机器人带来新的能力。例如，用于在光敏环境中制造的机械臂可以检测到条件何时发生变化，并且其工作的安全性或有效性受到威胁。灵活的广谱光电探测器也可用于广泛的无线通信技术，在这些技术中，我们测试过的快速传输和响应速度总是很受欢迎。

来自 BEST 小组的 Ayoub Zumeit 和 Abhishek Dahiya 是该论文的合著者，他补充说：“它甚至可以用来开发一种可穿戴贴片，供人类在阳光明媚的日子里监测紫外线照射，并在用户使用时发出警告。有被晒伤的危险。”

该团队的论文题为“基于印刷 GaAs 微结构的柔性高性能宽带光电探测器”，发表在 Advanced Materials Technologies 上。该研究得到了工程和物理科学研究委员会 (EPSRC) 的资助。

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