Silizium-Nanomembranen für Fingertip-Elektronik

Wir beschreiben die Verwendung von Halbleiter-Nanomaterialien, fortschrittlichen Fertigungsmethoden und ungewöhnlichen Geräte-Designs für eine Klasse von Elektronik, die in der Lage ist, auf den inneren und äußeren Oberflächen von dünnen, elastomeren Folien in geschlossenen Röhrengeometrien integriert zu werden, die speziell für die Montage an den Fingerspitzen geformt sind. Multifunktionale Systeme dieser Art ermöglichen elektrotaktile Stimulation mit elektrodarrays, die mit Silizium-Nanomembran (Si NM) Dioden multiplexed sind, hochsensible Dehnungsmessung mit Si NM Sensoren und taktile Sensorik mit elastomeren Kondensatoren. Analytische Berechnungen und Finite-Elemente-Modellierung der Mechanik erfassen quantitativ die Schlüsselverhalten während der Fertigung/Montage, Montage und Nutzung. Die Ergebnisse liefern Entwurfsempfehlungen, die die Bedeutung der NM-Geometrie bei der Erreichung der erforderlichen mechanischen Eigenschaften hervorheben. Diese Art von Technologie könnte in Anwendungen von Mensch-Maschine-Schnittstellen bis hin zu 'instrumentierten' chirurgischen Handschuhen und vielen anderen eingesetzt werden.