印刷傳感技術(shù)

裴為華，國(guó)冬梅，2，3，耿照新，陳弘達(dá)

(1.中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所集成光電子學(xué)國(guó)家重點(diǎn)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，北京 100083)(2.石家莊鐵道大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，河北 石家莊 050043)(3.石家莊信息工程職業(yè)學(xué)院印刷技術(shù)系，河北 石家莊 050035)

1 前 言

21世紀(jì)是信息時(shí)代，傳感技術(shù)的發(fā)展程度直接影響著信息的來(lái)源和質(zhì)量，是信息技術(shù)中最為重要的一環(huán)。隨著信息技術(shù)的進(jìn)步和信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，傳感器與傳感技術(shù)在工業(yè)、交通、航天、勘探、醫(yī)療方面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，越來(lái)越深入。傳感與機(jī)械裝置的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了以電氣化為代表的工業(yè)自動(dòng)化；傳感器與計(jì)算機(jī)相結(jié)合，形成了具有分析和綜合判斷能力的智能傳感器；傳感器與傳感器相結(jié)合，形成了基于傳感器陣列或多傳感器的信息融合技術(shù)；傳感器與醫(yī)學(xué)的結(jié)合，使得便攜式健康監(jiān)護(hù)和遠(yuǎn)程醫(yī)療的設(shè)想正在一步步由愿景變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

隨著物聯(lián)網(wǎng)、智能手機(jī)等新興市場(chǎng)的出現(xiàn)，傳感器的應(yīng)用需求也越來(lái)越大、傳感器的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也將日益激烈。新技術(shù)如云計(jì)算、大數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)融合技術(shù)的發(fā)展又進(jìn)一步促進(jìn)了對(duì)傳感器數(shù)量和種類(lèi)的需求，這些需求都將重新定義未來(lái)的傳感器市場(chǎng)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、智能傳感器、納米傳感器，在體或植入式傳感器等新型傳感器市場(chǎng)份額將會(huì)越來(lái)越大。

面對(duì)如此龐大而又多變的未來(lái)市場(chǎng)需求，基于MEMS技術(shù)的傳感器無(wú)疑會(huì)得到進(jìn)一步的發(fā)展。但是，MEMS技術(shù)嚴(yán)苛的工藝要求所帶來(lái)的產(chǎn)能和價(jià)格方面的限制使得傳統(tǒng)的傳感器很難適應(yīng)未來(lái)這種無(wú)處不在的市場(chǎng)需求。印刷電子產(chǎn)品的最大特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)是大面積、低成本與柔性化。這一特點(diǎn)使得傳感器的印刷制備具有產(chǎn)量大、成本低的優(yōu)勢(shì)，這種制造方式的特點(diǎn)非常符合未來(lái)傳感器龐大的市場(chǎng)需求。和傳統(tǒng)半導(dǎo)體及MEMS工藝常用的減法制備工藝不同，印刷電子制備使用的主要是加法工藝，因此印刷制備傳感器還有環(huán)保、節(jié)能、材料利用效率高等優(yōu)點(diǎn)。

利用印刷技術(shù)來(lái)研制傳感器，是發(fā)展印刷電子技術(shù)的重要一環(huán)。印刷電子的初衷是研究和發(fā)展可以利用印刷技術(shù)制備的電子器件，拋開(kāi)制造成本和制備方法，印刷電子產(chǎn)品的主要目標(biāo)是取代部分硅基電子器件、發(fā)光顯示器件或一些探測(cè)器件來(lái)制作開(kāi)關(guān)、場(chǎng)效應(yīng)管、PD、太陽(yáng)能電池、LED或顯示器，在研發(fā)印刷材料的過(guò)程中，一些非常適合做傳感器的材料和器件逐漸被發(fā)現(xiàn)[1-4]。盡管目前還很少有印刷電子材料制備的器件性能能和硅基電子器件一較高下，但利用傳統(tǒng)電子器件標(biāo)準(zhǔn)考察性能還很難滿足實(shí)際應(yīng)用需求的材料，用來(lái)做傳感器卻有其他材料所不具備的一些特性。例如，基于有機(jī)電子的FET器件，目前多多少少還存在遷移率低、穩(wěn)定性差，對(duì)環(huán)境敏感等問(wèn)題，對(duì)于制備傳統(tǒng)電子器件來(lái)說(shuō)，為解決周?chē)h(huán)境中的水汽及離子對(duì)有機(jī)FET的影響，需要對(duì)有機(jī)FET進(jìn)行很好的封裝。但利用有離子進(jìn)入有機(jī)材料，可以大幅改變材料導(dǎo)電性這一特性制備電化學(xué)或離子敏感的傳感器[5-9]，在對(duì)一些生物信號(hào)的檢測(cè)和傳感中，得到了較傳統(tǒng)傳感器更高的靈敏度和分辨率。2013年底Khodagholy.D等人在《Nature Communication》上首次報(bào)道了利用基于PEDOT：PSS材料制備的神經(jīng)信號(hào)傳感器件，并成功進(jìn)行了動(dòng)物在體神經(jīng)信號(hào)記錄實(shí)驗(yàn)，這種傳感器的所記錄到神經(jīng)信號(hào)的信噪比52.7 dB和傳統(tǒng)的神經(jīng)記錄電極的信噪比(32.0 dB)相比，要高兩個(gè)量級(jí)。

隨著導(dǎo)電油墨材料、功能油墨材料、有機(jī)半導(dǎo)體及聚合物高分子材料等印刷電子所需的關(guān)鍵材料在性能與制備工藝方面的進(jìn)步[10-13]，采用印刷方式制備傳感器的方案越來(lái)越多，傳感器的性能也不斷得到改善和提高。本文將對(duì)目前采用印刷電子技術(shù)制備或適合印刷制備的一些傳感器，特別是用于生物信號(hào)傳感和分析的一些傳感器的材料、功能特點(diǎn)及制備方法進(jìn)行綜述。旨在介紹印刷電子技術(shù)或者印刷制備方法在傳感器研究和制備方面所存在的巨大潛力和良好的應(yīng)用前景。

2 基于印刷薄膜物理特性的傳感器

傳感的本質(zhì)是進(jìn)行能量或信號(hào)轉(zhuǎn)換，通常傳感器的構(gòu)成由敏感元件、放大轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)處理三大部分構(gòu)成，如果敏感元件的輸出是非電信號(hào)，為了數(shù)據(jù)處理的方便，一般都會(huì)在敏感元件和放大讀出電路之間增加一個(gè)由非電信號(hào)向電信號(hào)轉(zhuǎn)換的環(huán)節(jié)。實(shí)際上，許多傳感的對(duì)象本身就是電信號(hào)，如電場(chǎng)、電流或電勢(shì)。這樣，傳感器本身只要是導(dǎo)體形成的基本電學(xué)原件，通過(guò)接觸或感應(yīng)讀取，就能夠?qū)@些電信號(hào)進(jìn)行感知，如電極，可以直接用來(lái)檢測(cè)生物電勢(shì)或電化學(xué)信號(hào)。由于印刷電子具備不受基底限制的靈活制備工藝，賦予了電阻、電容、電感等這些傳統(tǒng)電學(xué)器件更多的傳感功能。以電阻為例，當(dāng)將導(dǎo)電漿料印制在具有一定厚度的彈性材料上形成具有一定阻值的電阻時(shí)，當(dāng)彈性基底受到應(yīng)力引起應(yīng)變時(shí)，印刷在彈性基底上的導(dǎo)電的阻抗特性將發(fā)生變化，通過(guò)檢測(cè)電阻的變化值與產(chǎn)生應(yīng)變及應(yīng)力之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以制備出壓力或位置傳感器。Bruno Andò等人報(bào)道了一種在PET基底上采用噴墨打印制備的應(yīng)力傳感器[14]，導(dǎo)電墨水采用的是導(dǎo)電銀漿，所打印的線條寬度為 200 μm，厚度在1.9 μm左右，封裝好的傳感器如圖1所示。由于不需要任何掩模，這種傳感器的制備方法非常簡(jiǎn)單，初步的測(cè)試結(jié)果表明，盡管應(yīng)力檢測(cè)的靈敏度不是很高，但在線性度、可重復(fù)性等方面的性能尚可。這樣的應(yīng)變傳感器完全可以滿足一些對(duì)精度要求不高的測(cè)試場(chǎng)合，如用于玩具或包裝盒。Bing Sun等人通過(guò)優(yōu)化調(diào)整基于聚乙烯氧化物(PEO)的固態(tài)聚合物電解質(zhì)材料，在紙質(zhì)的基底上印制了溫度測(cè)量范圍在20～60 ℃之間的溫度傳感器[10]。對(duì)于一些本身具有光電效應(yīng)的材料，如果有滿足印刷制備條件的漿料，再結(jié)合電極的印刷制備，就可以形成印制的光電探測(cè)器，用來(lái)進(jìn)行光信號(hào)的傳感。Jieun Koo等人在石英基板上利用絲網(wǎng)印刷制備ITO(氧化銦錫)納米微晶形成線圈[15]，通過(guò)優(yōu)化后處理工藝(退火)，制備出了響應(yīng)度可達(dá)0.87 mA/W的印刷ITO紫外光探測(cè)器。

圖1 噴墨打印制備的應(yīng)力傳感器Fig.1 Stress sensor fabricated by inkjet printing

3 印刷電極/電化學(xué)傳感器

電化學(xué)傳感器是最適合使用印刷電子制備的一種傳感器。即使在印刷電子這一概念沒(méi)有出現(xiàn)之前，使用絲網(wǎng)印制技術(shù)制備的電化學(xué)生物傳感器件就已經(jīng)引起了許多關(guān)注。1981年，一項(xiàng)專(zhuān)利文獻(xiàn)報(bào)道了網(wǎng)版印刷技術(shù)應(yīng)用于厚膜電化學(xué)傳感器的制作，引起了眾多研究者的興趣，從此有關(guān)網(wǎng)版印刷生物傳感器的報(bào)道越來(lái)越多。電化學(xué)傳感器大多用來(lái)傳感氣體、生物或者化學(xué)信號(hào)，傳感器上的電極在使用過(guò)程中，必須要和待測(cè)物品接觸，這樣測(cè)試樣品不可避免地會(huì)在電極表面造成沾污，這樣使用過(guò)一次以后，其表面的清洗和恢復(fù)初始狀態(tài)往往需要繁瑣的工藝：因?yàn)殡姌O的表面一般會(huì)加載有如酶等這樣的敏感物質(zhì)，清洗的力度必須適當(dāng)，既要保證沾污被清洗干凈，又要不損傷電極及其表面的敏感物質(zhì)，保持敏感物質(zhì)的活性。這樣一次性使用的電化學(xué)傳感電極無(wú)疑是最好的選擇，印刷制備的電化學(xué)傳感器正是這一要求的不二之選。使用印刷技術(shù)，可以將銀、碳顆粒、納米碳管或其他金屬粉末或顆粒制備的導(dǎo)電漿料通過(guò)印刷印制在廉價(jià)的襯底上，目前廣泛使用的葡萄糖電極就是其一。據(jù)國(guó)際糖尿病協(xié)會(huì)(International Diabetes Federation)統(tǒng)計(jì)，2013年，全球糖尿病的患病人數(shù)是3.82億，僅血糖試紙一項(xiàng)，據(jù)美國(guó)IDtechEx公司的市場(chǎng)分析報(bào)告，每年的市場(chǎng)規(guī)模在60億美元左右，而且還有不斷上升的勢(shì)頭。

隨著人們生活水平的改善和提高，對(duì)個(gè)人健康的關(guān)注也大大增加，大量便捷且可靠的生物傳感器需求量不斷增加。與葡萄糖酶電極相類(lèi)似，印刷電子技術(shù)與目前生物芯片和試劑盒所經(jīng)常使用加樣技術(shù)——滴定，具有非常好的工藝兼容性，可以將生物制劑如酶、導(dǎo)電油墨、選擇性透過(guò)膜等其他材料通過(guò)印刷工藝，一次性制備出修飾好生物敏感材料的電化學(xué)傳感器。在電極材料方面，印刷電子技術(shù)的發(fā)展，使得用來(lái)制備電化學(xué)電極的材料有了更廣泛的選擇范圍。石墨烯是近年來(lái)發(fā)展較快的一種材料，作為一種納米導(dǎo)電填料在印刷油墨材料中得到了廣泛的應(yīng)用，鑒于石墨烯良好的電學(xué)特性和大的表體比，可以在不增加電極幾何尺寸的前提下，大幅度增加電化學(xué)電極的有效表面積，增加傳感電極的靈敏度。ChanpenKaruwan等人報(bào)道了一種采用絲網(wǎng)印制的一次性電化學(xué)傳感電極[16]，用來(lái)對(duì)H2O2、煙酰胺腺嘌呤二核苷酸和鐵氰化鉀的濃度進(jìn)行傳感檢測(cè)，所制備的傳感器如圖2所示。

圖2 絲網(wǎng)印刷制備的一次性三電極電化學(xué)傳感器Fig.2 A disposable screen printed three-electrode electrochemical sensor

與傳統(tǒng)的碳糊電極相比，在電極材料中摻入10%的石墨烯之后，可以改善和提高印制電極的檢測(cè)極限，獲得動(dòng)態(tài)范圍寬、穩(wěn)定性好的印制電化學(xué)電極。

4 紙質(zhì)生物生化傳感器及微流傳感

作為最為通用的印刷基底，紙材料無(wú)疑是印刷電子最理想的材料之一，主要的原因是：①紙質(zhì)材料無(wú)處不在；②獲取的方式簡(jiǎn)單；③廉價(jià)；④可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模加工，便攜。隨著醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，快速、簡(jiǎn)單、便宜的家用診斷技術(shù)和檢測(cè)方式倍受人們的青睞，人們對(duì)這種基于紙質(zhì)的微流體分析診斷傳感器件的需求會(huì)逐步增長(zhǎng)[17-21]。通過(guò)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)用于臨床診斷的微流體紙質(zhì)分析器件，使用方便，特別適合家用診斷、發(fā)展中國(guó)家或經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的、邊遠(yuǎn)的少數(shù)民族地區(qū)，對(duì)我國(guó)少數(shù)民族地區(qū)的醫(yī)療健康水平提高有重要的推動(dòng)作用。印刷制備技術(shù)無(wú)疑是滿足這些需求最為適合的技術(shù)。繼最早哈佛大學(xué)whitesides小組報(bào)道了低成本制作基于紙質(zhì)材料的微流控分析器件之后[19]，很多研究組開(kāi)展了利用印刷、打印技術(shù)制備二維或三維紙質(zhì)微流體分析器件研究[18, 22-23 ]，常采用的印刷制備加工方法如表1所示。

表1 紙質(zhì)微流體分析器件的加工方法

綜合利用打印、印刷技術(shù)及其后工藝技術(shù)可以制備一些基于紙質(zhì)的微流控器件，如：微閥、混樣器、樣品分離器件、超聲混樣器件、液態(tài)電池、液態(tài)顯示等器件、微流體計(jì)時(shí)與計(jì)量器件[21-23]。圖3列出了部分基于紙質(zhì)材料制備的微流體器件。

紙質(zhì)材料被作為柔性基底材料廣泛應(yīng)用于各種各樣的器件中，如超級(jí)電容，電子器件，顯示，微流體器件，相對(duì)傳統(tǒng)的半導(dǎo)體器件而言，這類(lèi)器件易于加工，價(jià)格低?；诩堎|(zhì)基底的傳感器也被廣泛地應(yīng)用，如PH和氣體傳感器。正因?yàn)檫@種成功的應(yīng)用，當(dāng)前一些研究小組開(kāi)始研究一些基于紙質(zhì)基底的低成本的金屬納米結(jié)構(gòu)等離子體效應(yīng)的SERS或LSPR傳感器，等離子體共振效應(yīng)的研究已開(kāi)展很久了，但是研究者們關(guān)注金屬納米結(jié)構(gòu)的等離子體共振的物理特性，及如何獲得高增強(qiáng)電磁場(chǎng)的等離子體效應(yīng)器件，而沒(méi)有關(guān)注這種基于印刷打印技術(shù)的低成本傳感器[24]。這類(lèi)紙質(zhì)-金屬納米結(jié)構(gòu)傳感器件，首先是利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)加工而成的，并用于了SERS檢測(cè)，其中最為典型的SERS增強(qiáng)效應(yīng)取決于在紙質(zhì)基底上絲網(wǎng)印刷的次數(shù)，如圖4所示[25]。也可以在打印的漿料中混入銀粉，根據(jù)需要打印或印刷出不同圖案和大小的基于局域等離子體共振的紙質(zhì)-等離子體共振傳感器。

熱變色顯示技術(shù)的基本原理是電流通過(guò)導(dǎo)線后生熱，其上的熱變色墨水會(huì)改變顏色，如圖5a所示[26]。但這種顯示技術(shù)需要電源供電。最早的一個(gè)無(wú)需電源的應(yīng)用實(shí)例就是ABO RhD血型的文字和圖案的顯示(圖5b)[27]，在紙質(zhì)基底上用抗原標(biāo)記出圖案或文字，當(dāng)血樣滴上去后會(huì)發(fā)生血細(xì)胞凝集反應(yīng)，而出現(xiàn)一些相應(yīng)的圖案或文字。最近，有報(bào)道利用紙質(zhì)微流體顯示技術(shù)檢測(cè)過(guò)氧化氫，如圖5c所示[28]。

圖3 各種紙質(zhì)微流控分析器件： (a) 蠟絲網(wǎng)印刷制備的器件, (b) 浸蠟技術(shù)加工的器件, (c) 蠟打印制備的器件, (d) 烯酮二聚體打印制備的器件， (e) 彈性打印制備的器件, (f) 打印后利用電腦控制切割得到的器件, (g) 打印后CO2激光器切割得到的器件, (h) 打印后再利用激光處理獲得的器件, (i)噴墨打印機(jī)在紙上打印聚苯乙烯獲得的器件, (j，k) 在色層分析紙上打印獲得的器件, (l) 在濾紙上打印PDMS獲得的器件Fig.3 A variety of paper microfluidic devices: (a) device fabricated by wax screen printer, (b) device fabricated by paraffin processing technology, (c) device fabricated by wax printing, (d) device fabricated by printed AKD, (e) device fabricated by flexible printing, (f) device fabricated by cutting with computer control, (g) device fabricated by CO2 laser cutting affter printing, (h) device fabricated by laser treatment affter printing, (i) device fabricated by inkjet printing with polystyrene on paper, (j,k) device fabricated by printing on the chromatographic analysis paper, and (l) device fabricated by printing PDMS on filter paper

圖4 利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)在紙質(zhì)基底上制備的金納米顆粒，并用于SERS傳感檢測(cè)過(guò)程示意圖Fig.4 Schematic diagram of processes for gold nanoparticles fabricated by screen printing technology on paper substrate, and used for SERS sensing

圖5 基于印刷技術(shù)的紙質(zhì)微流體顯示技術(shù)示意圖：(a)熱變顯示，顏色變化顯示飲水安全與不安全，(b)血樣檢測(cè)顯示不同血型(ABO，RhD),(c)無(wú)需外加設(shè)備在紙質(zhì)微流體分析器件上過(guò)氧化氫濃度量化顯示Fig.5 Schematic diagram of microfluidic display technology based on printing on paper: (a) thermal sensitive display, color difference shows safe and unsafe drinking water; (b) blood types test (ABO, RhD), and (c) concentration quantification analysis and display on paper based microfluidic device without additional equipment

5 3D 打印制備的傳感器件

隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，印刷傳感器件的維度不只停留在二維平面的形態(tài)，出現(xiàn)了一些可以處理和傳感三維樣品的執(zhí)行器或傳感器，如基于印刷或打印技術(shù)的3D紙質(zhì)微流控分析器件。相對(duì)印刷制備的二維器件，同樣尺度上，可以提供更多的檢測(cè)或分析；可以使微流體在三維流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)多步驟分析。

3D打印還可以形成具有更多維度運(yùn)動(dòng)的傳感器件。J Parcell等人報(bào)道了一種利用PEDOT：PSS材料打印制備的高寬比超過(guò)100∶1微纖毛陣列結(jié)構(gòu)[29]，如圖6所示。利用這種纖毛良好的導(dǎo)電特性和彈性，成功制備出了印刷的氣體流量傳感器，由于印刷制備的方法可以非常方便地調(diào)節(jié)這種傳感器的關(guān)鍵敏感元件，PEDOT：PSS微纖毛的直徑、長(zhǎng)度及所處的位置，因此可以在很大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)傳感器的靈敏度和測(cè)量范圍，這種傳感器的制備方法中，印刷電子制備技術(shù)靈活、便捷的特點(diǎn)非常突出。

圖6 用于氣體流量傳感中印刷制備的PEDOT∶PSS微纖毛陣列的SEM照片F(xiàn)ig.6 SEM micrographs of PEDOT∶PSS micro cilia array fabricated by printing used for gas flow sensor

6 結(jié) 語(yǔ)

目前從技術(shù)發(fā)展來(lái)看，印刷電子技術(shù)無(wú)論是在印刷油墨(或漿料)、印刷設(shè)備和印刷技術(shù)方面，都處在一個(gè)快速發(fā)展的階段，各種新的印刷材料和工藝層出不窮。在導(dǎo)電油墨方面，除了傳統(tǒng)的銀漿和碳基導(dǎo)電油墨，基于銅、金和導(dǎo)電聚合物材料如PEDOT：PSS等材料的油墨也有了長(zhǎng)足的發(fā)展，一些功能材料如壓敏、光敏、熱敏等材料也發(fā)展出了適合印刷制備的材料。在可供印刷的基底方面，除了具有柔性或可折疊功能之外，具有彈性和可拉伸的柔性基底及相應(yīng)的導(dǎo)電材料由于在可穿戴電子器件方面巨大的應(yīng)用前景，這些材料和技術(shù)也有了長(zhǎng)足的發(fā)展。在印刷設(shè)備方面，卷對(duì)卷(R2R)進(jìn)行印刷制備是印刷電子追求的最理想的制備方法，其中進(jìn)行導(dǎo)電油墨、功能材料等圖形涂覆的方法有噴墨打印、絲網(wǎng)印刷、凹版印刷等，為了實(shí)現(xiàn)更細(xì)線條的制備，更多的涂覆方法如超聲霧化、靜電紡絲、圖形襯底等被研究和開(kāi)發(fā)出來(lái)，用于電子器件的印刷布線。在油墨材料的后處理方面，除了傳統(tǒng)的紅外熱處理或激光處理之外，美國(guó)施樂(lè)(XEROX)公司開(kāi)發(fā)了脈沖氙燈光固化系統(tǒng)，可對(duì)印刷后的油墨進(jìn)行快速、大面積的固化處理。這些材料、技術(shù)及設(shè)備的研究和開(kāi)發(fā)為利用印刷技術(shù)制備電子器件或傳感器件鋪平了技術(shù)上的道路，使得印刷傳感即將成為一種可以大規(guī)模市場(chǎng)化的技術(shù)。

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專(zhuān)欄特約編輯潘 峰

特約撰稿人陳林森

特約撰稿人鄭立榮

特約撰稿人陳 征

潘峰：男，1963年生，博士，清華大學(xué)教授，國(guó)家杰出青年科學(xué)基金獲得者；長(zhǎng)期在材料科學(xué)與工程領(lǐng)域中的薄膜材料結(jié)構(gòu)與性能調(diào)控技術(shù)、聲表面波材料與器件、信息功能材料與器件等方向上從事功能材料研究工作。完成國(guó)家“973”，“863”支撐計(jì)劃、自然科學(xué)基金課題10余項(xiàng)；出版《聲表面波材料與器件》專(zhuān)著一部；獲得2012年國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)、2007年國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)、2009年國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、1999年國(guó)家自然科學(xué)三等獎(jiǎng)等4項(xiàng)國(guó)家級(jí)和8項(xiàng)省部級(jí)科研成果獎(jiǎng)勵(lì)。發(fā)表SCI論文200余篇，國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利20項(xiàng)，授權(quán)國(guó)際專(zhuān)利3項(xiàng)。

特約撰稿人裴為華

陳弘達(dá)：男，1960年生，博士，研究員，博導(dǎo)，中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所副所長(zhǎng)，中國(guó)科學(xué)院研究生院教授。國(guó)家“863”計(jì)劃新材料領(lǐng)域?qū)＜医M成員，《半導(dǎo)體科學(xué)與技術(shù)叢書(shū)》副主編，中國(guó)電子學(xué)會(huì)半導(dǎo)體與集成技術(shù)分會(huì)委員，中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)光電技術(shù)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)委員，中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)青年委員會(huì)常務(wù)理事，北京電子學(xué)會(huì)半導(dǎo)體專(zhuān)業(yè)委員會(huì)委員，國(guó)際電氣與電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)會(huì)員，中國(guó)電子學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員。1998年曾赴日本名古屋工業(yè)大學(xué)做訪問(wèn)學(xué)者，2003年曾赴德國(guó)維爾茨堡大學(xué)做高級(jí)訪問(wèn)學(xué)者。研究方向?yàn)楣怆娮优c微電子集成器件、集成電路與系統(tǒng)?！鞍宋濉逼陂g，成功研制出半導(dǎo)體多量子阱光探測(cè)器、光調(diào)制器列陣。 “九五”、 “十五”期間，負(fù)責(zé)承擔(dān)多項(xiàng)國(guó)家“863”項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，成功研制出64×64 SEED與CMOS電路倒裝焊光電子集成面陣器件、基于垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)多信道光發(fā)射接收模塊、硅基光探測(cè)器與CMOS電路單片集成的光電子集成電路(OEIC)，提出了與CMOS工藝兼容的硅基發(fā)光器件模型。在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物和會(huì)議上發(fā)表論文50余篇，編著《甚短距離光傳輸技術(shù)》、《微電子與光電子集成技術(shù)》2本專(zhuān)著，申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利18項(xiàng)。目前正承擔(dān)著國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“硅基單片光電子集成回路(OEIC)的關(guān)鍵技術(shù)及相關(guān)理論研究”、面上項(xiàng)目“植入生物體的專(zhuān)用集成電路及相關(guān)模型研究”等。

特約撰稿人彭俊彪

特約撰稿人李祥高

特約撰稿人郭太良

陳林森：男，1961年生，蘇州大學(xué)研究員、博導(dǎo)，江蘇省“333高層次人才工程”第一層次培養(yǎng)對(duì)象。數(shù)碼激光成像與顯示國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心主任；中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)全息與光信息處理專(zhuān)委會(huì)主任；全國(guó)納米技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)委員；國(guó)家“863”計(jì)劃重大項(xiàng)目召集人。

主要研究方向：微納界面工程與器件；微納柔性制造系統(tǒng)；柔性光電子材料(器件)；3D圖像打印與納米印刷等微納光學(xué)與功能器件、微納裝備與柔性制造的研究和應(yīng)用。主持國(guó)家重大科技(攻關(guān))計(jì)劃、國(guó)家平板顯示科技專(zhuān)項(xiàng)、國(guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備開(kāi)發(fā)專(zhuān)項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目和江蘇省重大成果轉(zhuǎn)化專(zhuān)項(xiàng)等開(kāi)拓性工作，成果在國(guó)內(nèi)外行業(yè)廣泛應(yīng)用，高端微納光刻裝備出口海外(以色列等國(guó))。創(chuàng)建了多家高技術(shù)企業(yè)，其中蘇大維格成為創(chuàng)業(yè)板上市企業(yè)，擔(dān)任公司董事長(zhǎng)。獲國(guó)家科技二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、江蘇省科技一等獎(jiǎng)3項(xiàng)，中國(guó)專(zhuān)利優(yōu)秀獎(jiǎng)2項(xiàng)和省(部)市科技獎(jiǎng)10余項(xiàng)。發(fā)明專(zhuān)利受理80余項(xiàng)，已授權(quán)49項(xiàng)，論文100余篇。獲全國(guó)先進(jìn)工作者、全國(guó)留學(xué)回國(guó)成就獎(jiǎng)、全國(guó)模范教師稱號(hào)、江蘇省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才獎(jiǎng)等10多項(xiàng)榮譽(yù)。

鄭立榮：男，1969年生，教授、博導(dǎo)，1992年畢業(yè)于浙江大學(xué)信電系，1996年和2001年分獲中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)所理學(xué)博士和瑞典皇家理工學(xué)院工學(xué)博士，2013年獲芬蘭圖爾庫(kù)大學(xué)名譽(yù)博士。2010年入選中組部海外高層次人才“千人計(jì)劃”國(guó)家特聘專(zhuān)家，復(fù)旦大學(xué)信息學(xué)院院長(zhǎng)，復(fù)旦大學(xué)無(wú)錫研究院院長(zhǎng)。先后擔(dān)任瑞典皇家理工學(xué)院信息與通信技術(shù)院通信和媒體電子學(xué)首席教授，瑞典愛(ài)立信集團(tuán)網(wǎng)絡(luò)研發(fā)部專(zhuān)家，瑞典國(guó)家創(chuàng)新署智能包裝和物聯(lián)國(guó)家創(chuàng)新中心主任、首席科學(xué)家。歐盟第七框架計(jì)劃大面積印刷電子、RFID和物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域?qū)＜遥瑲W洲智能電子系統(tǒng)平臺(tái)專(zhuān)家。作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，承擔(dān)了瑞典國(guó)家創(chuàng)新署智能食品包裝、可穿戴智慧醫(yī)療電子、瑞典科學(xué)基金和環(huán)境基金可降解印刷電子技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以及多項(xiàng)歐盟RFID和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域研究計(jì)劃。擔(dān)任國(guó)家“863”農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和食品質(zhì)量安全控制體系研究項(xiàng)目首席專(zhuān)家，無(wú)錫物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專(zhuān)家，國(guó)際物聯(lián)網(wǎng)學(xué)術(shù)大會(huì)指導(dǎo)委員會(huì)成員和2012年國(guó)際物聯(lián)網(wǎng)學(xué)術(shù)大會(huì)主席。發(fā)表學(xué)術(shù)論文和專(zhuān)著300余篇，國(guó)際會(huì)議邀請(qǐng)報(bào)告30余次及多項(xiàng)產(chǎn)業(yè)化成果。

長(zhǎng)期從事智能電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和集成、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和感知系統(tǒng)、無(wú)線SOC芯片設(shè)計(jì)、以及上述技術(shù)在通信、媒體和泛在智能中的應(yīng)用。

陳征：男，1981年生，副研究員。2007年中國(guó)科技大學(xué)博士畢業(yè)，2010年加入中科院蘇州納米所印刷電子中心，2012年受聘為副研究員。主要從事無(wú)機(jī)導(dǎo)體、半導(dǎo)體和介電材料的墨水化、薄膜印刷和透明氧化物晶體管制備。主持國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目，在國(guó)內(nèi)外發(fā)表論文20余篇。

主要研究方向：透明氧化物導(dǎo)體、半導(dǎo)體電子墨水及其印刷、印刷的透明氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管及其電路、可印刷納米復(fù)合介電材料等。

郭太良：男，1963年生，研究員、博導(dǎo)，1986年畢業(yè)于福州大學(xué)應(yīng)用物理系電子離子與真空物理專(zhuān)業(yè)，并留校任教。主要開(kāi)展信息顯示技術(shù)和光電子材料的研究工作。在光電陰極材料、低逸出功陰極激活技術(shù)、面板關(guān)鍵工藝技術(shù)和高效驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等光電器件的核心材料及關(guān)鍵技術(shù)方面取得突破性成果，先后成功研制出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的可顯示視頻圖像的50.8 cm單色、63.5 cm的QVGA彩色、VGA彩色和SVGA彩色LWF-PFED場(chǎng)致發(fā)射顯示器。是國(guó)家“863”計(jì)劃“十五”、“十一五”、 “十二五”平板顯示技術(shù)重大專(zhuān)項(xiàng)總體專(zhuān)家組成員；國(guó)家“863”計(jì)劃“十五”MEMS重大專(zhuān)項(xiàng)評(píng)審專(zhuān)家組成員。作為負(fù)責(zé)人承擔(dān)了“863”重大專(zhuān)項(xiàng)、國(guó)家基金、國(guó)防科工委、兵總、福建省重大科技項(xiàng)目等20多項(xiàng)科研項(xiàng)目；作為第一發(fā)明人已申請(qǐng)60余發(fā)明專(zhuān)利，發(fā)表學(xué)術(shù)論文100余篇。

李祥高：男，1962年生，教授，博導(dǎo)，科技部“十二五”國(guó)家科技重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)和“863”計(jì)劃新材料領(lǐng)域新型顯示專(zhuān)家組專(zhuān)家，全國(guó)復(fù)印機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/147)副主任委員，國(guó)家環(huán)保部化學(xué)物質(zhì)環(huán)境管理專(zhuān)家評(píng)審委員會(huì)委員，天津大學(xué)化工學(xué)院精細(xì)化工系主任，天津市功能精細(xì)化學(xué)品技術(shù)工程中心主任。1998年至2001年任國(guó)家機(jī)械工業(yè)部天津復(fù)印技術(shù)研究所副所長(zhǎng)。

主要研究鄰域涉及有機(jī)光電子材料的分子設(shè)計(jì)、合成、性能及工業(yè)化技術(shù)；有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)與光伏材料的合成與器件研究；納米材料制備、表面性質(zhì)與現(xiàn)代顯示技術(shù)研究。主持及參加國(guó)家“863”計(jì)劃課題、國(guó)家自然科學(xué)基金課題、天津市科技計(jì)劃項(xiàng)目等30多項(xiàng)。發(fā)表學(xué)術(shù)論文70余篇，其中SCI收錄40余篇；申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利30余項(xiàng)，授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利20項(xiàng)。出版專(zhuān)、譯著4本。

彭俊彪：男，1962年生，教授，博導(dǎo)，華南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院院長(zhǎng)，有機(jī)高分子光電器件專(zhuān)家，廣東省特聘教授，發(fā)光材料與器件國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室常務(wù)副主任，國(guó)務(wù)院特殊津貼獲得者，廣州市政府咨詢專(zhuān)家，國(guó)家“863”新型顯示重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)專(zhuān)家，國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)信息科學(xué)部專(zhuān)家。長(zhǎng)期從事有機(jī)發(fā)光顯示研究工作，在國(guó)際上首次研制成功全印刷點(diǎn)陣顯示屏；提出了Ln-IZO氧化物半導(dǎo)體新材料體系，在國(guó)內(nèi)率先研制成功全彩色、透明、柔性氧化物AMOLED顯示屏，獲得國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，廣東省自然科學(xué)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)。培養(yǎng)全國(guó)百篇優(yōu)秀博士學(xué)位論文1篇，共發(fā)表三大索引收錄論文150余篇，文章被他人引用1000余次，申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利40余項(xiàng)，其中授權(quán)20余項(xiàng)。

裴為華：男，1974年生，研究員，博導(dǎo)，中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)微納器件與系統(tǒng)與技術(shù)分會(huì)高級(jí)會(huì)員。中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)光電技術(shù)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)委員。2005年畢業(yè)于中科院半導(dǎo)體研究所，獲博士學(xué)位。2005～2008年在清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系和德國(guó)馬普微結(jié)構(gòu)與物理研究所做博士后研究。致力于將半導(dǎo)體材料、器件及相關(guān)技術(shù)用于生物信號(hào)傳感器件的研制及特性表征研究，通過(guò)微納加工和表面功能修飾，研究包括神經(jīng)接口器件在內(nèi)的多種生理生化傳感器，研究滿足生物在體環(huán)境下使用的有機(jī)材料和納米功能材料的制備工藝，探索和開(kāi)發(fā)新的傳感結(jié)構(gòu)和微加工技術(shù)，研制高靈敏度、小型化和陣列化的生物傳感器件或醫(yī)用生物輔助器件。