A new dimension for magnetosensitive e-skins: active matrix integrated micro-origami sensor arrays.
A new dimension for magnetosensitive e-skins: active matrix integrated micro-origami sensor arrays.
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DOI：
10.1038/s41467-022-29802-7
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发表时间：
2022-04-19
影响因子：
16.6
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
磁传感器广泛应用于我们的日常生活中，用于评估物体的位置和方向。最近，磁传感模态已被引入到电子皮肤（e-skin）中，使得能够远程感知移动对象。然而，磁传感器的集成密度是有限的，并且由于传感器只能感知一维或二维的场分量，因此不能完全探索磁场的矢量特性。在这里，我们报告了一种方法来制造高密度集成有源矩阵磁传感器与三维（3D）磁矢量场传感能力。3D磁传感器由自组装微折纸立方体架构阵列组成，具有在晶圆级工艺中制造的偏置各向异性磁阻（AMR）传感器。将3D磁性传感器集成到嵌入磁性毛发的电子皮肤中，可以实现实时多方向触觉感知。我们展示了一种多功能的方法，用于制造有源矩阵集成的3D传感器阵列，使用微折纸和铺平了道路，为新的电子设备依赖于在空间中的功能元件的自主重排。最先进的磁性皮肤只能在一个或两个维度，在小的空间分辨率的感觉。通过结合古老的折纸艺术，折纸，先进的半导体技术，在这里，作者提出了尖端的三维磁传感器。
Magnetic sensors are widely used in our daily life for assessing the position and orientation of objects. Recently, the magnetic sensing modality has been introduced to electronic skins (e-skins), enabling remote perception of moving objects. However, the integration density of magnetic sensors is limited and the vector properties of the magnetic field cannot be fully explored since the sensors can only perceive field components in one or two dimensions. Here, we report an approach to fabricate high-density integrated active matrix magnetic sensor with three-dimensional (3D) magnetic vector field sensing capability. The 3D magnetic sensor is composed of an array of self-assembled micro-origami cubic architectures with biased anisotropic magnetoresistance (AMR) sensors manufactured in a wafer-scale process. Integrating the 3D magnetic sensors into an e-skin with embedded magnetic hairs enables real-time multidirectional tactile perception. We demonstrate a versatile approach for the fabrication of active matrix integrated 3D sensor arrays using micro-origami and pave the way for new electronic devices relying on the autonomous rearrangement of functional elements in space. State-of-the-art magnetic skins can only sense in one or two-dimensions, at small spatial resolutions. By combining the ancient art of paper folding, origami, with advanced semiconductor technology, here, authors present cutting edge three-dimensional magnetic sensors.
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