如今，大规模触觉传感系统基于电阻、电容、压电等各种物理传感机制，广泛地应用于柔性电子器件、人机交互和健康监测等领域。2014年，中国科学院北京纳米能源与系统研究所首次提出了摩擦电子学这一新的研究领域，利用接触起电产生的静电势作为门极信号来调控半导体中电传输与转化特性，实现了各种人机交互式功能器件，也为触觉系统建立了一个主动式的传感机制。 

针对上述想法，由中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士和张弛研究员指导的科研团队，近期研发出一种基于浮栅式摩擦电子学晶体管阵列的主动式触觉传感系统。该系统由10×10阵列构成，每个像素点最小尺寸可达0.5×0.5mm2，通过外部接触起电产生栅极电压来调控晶体管的源漏电流大小，从而实现对外部环境的触觉感知。

实验结果表明，阵列中每个像素点均展示出很好的灵敏度和响应时间，并可在互不干扰的情况下正常工作，具有良好的耐久性、独立性和同时性，可实现多点接触传感、动态运动检测、实时轨迹追踪以及空间触觉成像。 相关研究成果发表于ACS Nano期刊。

该研究展示了摩擦电子学器件对外界环境刺激的主动式传感与人机交互机制，以及未来在可穿戴设备、人工智能、个性化医疗、传感网络等领域的应用前景。 

文章链接：

Zhi Wei Yang, et al, "Tribotronic Transistor Array as an Active Tactile Sensing System," ACS Nano, Article ASAP, DOI: 10.1021/acsnano.6b05507

张弛研究员简介：

中国科学院北京纳米能源与系统研究所青年研究员，摩擦电子学研究组负责人，Email：czhang@binn.cas.cn

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研究方向：主要从事纳米能源、耦合传感和微纳集成系统领域的研究，集中于摩擦纳米发电机、摩擦电子学与摩擦光电子学器件、自驱动MEMS/NEMS智能器件与集成系统等，并开展其在传感器网络、人机交互和新能源等领域的应用研究。近年来在摩擦纳米发电机新原理、新应用等方面开展了一系列原创性研究，并首次提出了由摩擦电和半导体耦合的摩擦电子学新研究领域，在摩擦电子学基础理论、材料多样性、功能器件以及阵列化集成等方面取得了具有重要国际影响力的研究成果。

（本文来源：北京纳米能源所；）

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