许适溥团队Small发表二维电导压力传感器研究

中山大学微电子科学与技术学院许适溥副教授团队在国际知名期刊《Small》上发表了题为“探索LaAlO3/SrTiO3界面沿二维电导用于压力感测”的研究论文。该研究创新地利用LaAlO₃/SrTiO₃（LAO/STO）异质结的二维电导作为压力传感单元，旨在提升传感器的灵敏度和稳定性。实验结果显示，该压力传感器在25 Pa至900 Pa的环境压力变化下呈线性响应，灵敏度达到2.9 × 10-6 Pa-1，且在超过100次的重复性测试中保持稳定性能。该研究为新一代压力传感器的开发提供了新的解决方案。

近日，中山大学微电子科学与技术学院许适溥副教授团队在国际知名期刊Small上发布了一篇题为“探索LaAlO3/SrTiO3界面沿二维电导用于压力感测”的研究论文（文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202412749）。该文的第一作者是2024级博士生石益文，而许适溥副教授则担任通讯作者。

压力传感器的响应机制基于应力与应变梯度之间的本构关系，通常通过减小传感单元的厚度来提高其灵敏度。然而，传感单元的变薄会降低传感器的鲁棒性，因此，研制出兼具高灵敏度和高稳定性的压力传感器成为该领域的前沿挑战。本研究通过创新地将LaAlO₃/SrTiO₃（LAO/STO）异质结的二维电导作为压力传感单元，制造压力传感器，旨在同时提升传感器的灵敏度和稳定性。在LAO/STO异质结的制备过程中，实验采用了脉冲激光沉积技术，在（001）取向的SrTiO3 (STO)衬底上生长LAO薄膜，并通过调控沉积环境，形成沿LAO/STO界面的氧空位。在转角磁阻表征中，LAO/STO异质结中的氧空位展示出依赖于磁场方向的二维磁阻效应。通过拟合异质结的温度-载流子浓度关系，实验计算出氧空位的去离化能为0.03 eV；这一较低的去离子化能有效提升了LAO/STO的费米能级，使异质结具有金属导电特性。实验中将LAO/STO异质结构构建为压力传感器，在超过100次的重复性测试中保持稳定性能；在25 Pa至900 Pa的环境压力变化下呈线性响应，灵敏度达到2.9 × 10-6 Pa-1。相关研究表明，基于二维电导构建的压力传感器能够同时提高压力感测的灵敏度和稳定性，为新一代压力传感器的开发提供了解决方案。

图片来源：Y.W. Shi, X. Xu, Y. Zhang, C.M. Zhang, Z.T. Li, S. P. Xu, 探索LaAlO3/SrTiO3界面沿二维电导用于压力感测。Small, 2025, 2412749. (通讯作者)

许适溥副教授以通讯/第一作者（包括共同通讯/第一作者）身份在Nature communications和Angew. Chem. Int. Ed.等中科院大类1区期刊上发表了10篇研究论文；在Materials Futures（中科院大类1区期刊）和Exploration期刊担任青年编委；其主要研究方向包括低维材料表界面工程及其传感应用、高特异性气敏传感器的研制及其痕量气体检测、以及铁电材料的开发及其器件应用。

该研究成果不仅为压力传感器的设计提供了新的思路，也展示了许适溥副教授团队在材料科学和传感技术领域的卓越贡献。

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