近日，機(jī)電工程學(xué)院廖寧波教授指導(dǎo)碩士生在納米技術(shù)領(lǐng)域國(guó)際權(quán)威期刊《Materials Today Nano》(影響力因子：13.364)發(fā)表題為《Ultrasensitive piezoresistive behavior of silicon carbonitride thin films by optimizing nanomorphologies》的研究論文。機(jī)電學(xué)院碩士生許軻、姜敏銘分別為論文的第一、第二作者，廖寧波教授為通訊作者。

我國(guó)十四五規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要確立新一代信息技術(shù)、高端裝備、航空航天等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的支柱地位，并強(qiáng)調(diào)要集中優(yōu)勢(shì)攻克關(guān)鍵元器件零部件和基礎(chǔ)材料等領(lǐng)域的核心技術(shù)，惡劣工況下的傳感器技術(shù)是這些重點(diǎn)領(lǐng)域的共性關(guān)鍵技術(shù)之一。高性能高溫壓力傳感器的研究和開(kāi)發(fā)對(duì)我國(guó)在高端制造和新信息時(shí)代的發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義。

硅碳氮陶瓷具有耐高溫、抗氧化、抗腐蝕等優(yōu)異特性，而其特殊的納米結(jié)構(gòu)又使其展現(xiàn)出獨(dú)有的功能特性。廖寧波教授團(tuán)隊(duì)提出一種非平衡磁控濺射與快速退火相結(jié)合的策略制備了硅碳氮陶瓷薄膜壓力傳感器。該器件在0.5-3.4 MPa壓力下的靈敏因子達(dá)1713-7290，遠(yuǎn)高于目前Si、SiC、VOx、InSe等主流壓阻材料的靈敏因子范圍（92-1000）。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)通過(guò)量子力學(xué)計(jì)算揭示了硅碳氮陶瓷的納米結(jié)構(gòu)-壓敏特征關(guān)系，提出硅碳氮中納米碳特征距離產(chǎn)生的隧穿效應(yīng)對(duì)其壓阻性能影響巨大。本項(xiàng)工作為航天航空、汽車(chē)、石油勘探等高溫惡劣環(huán)境下壓力原位測(cè)量難題提供了一種有效的解決方案。

本項(xiàng)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、浙江省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目等項(xiàng)目的資助。許軻、姜敏銘同學(xué)目前分別在南京大學(xué)、南京航天航空大學(xué)攻讀博士學(xué)位。

原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2588842022000980