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氣流速度測量與分布分析在大氣環(huán)境監(jiān)測、空氣動力學研究、渦輪檢測、導(dǎo)航控制、生物醫(yī)學工程等領(lǐng)域具有重要意義。目前已經(jīng)開發(fā)出采用熱阻、壓阻、電阻、電容、磁致彈性以及力致發(fā)光原理的各種傳感器用于氣流檢測。然而，開發(fā)同時具有快速響應(yīng)和寬測量范圍的氣流傳感器仍然存在挑戰(zhàn)。近些年，基于光纖的光學式氣流傳感器以其重量輕、靈敏度高、光學響應(yīng)快等優(yōu)勢吸引了人們的廣泛關(guān)注。

基于氮化鎵（GaN）的光學和電子元件在芯片級平臺上的單片集成，已被證明可用于片上可見光通信、心率檢測以及照明和成像應(yīng)用。不過，到目前為止，關(guān)于使用集成GaN基器件進行氣流檢測的報道仍然非常有限。其主要限制在于剛性生長襯底（如藍寶石和硅 HMDS涂膠機）的存在，限制了器件在氣流作用下的形變。

據(jù)麥姆斯咨詢報道，南方科技大學深港微電子學院助理教授李攜曦課題組近日在Microsystems & Nanoengineering上發(fā)表了一篇關(guān)于芯片級光學式氣流傳感器的研究成果，提出了一種集成柔性PDMS膜的新型緊湊GaN基氣流傳感器，能夠在不需要外部光耦合組件的情況下感應(yīng)氣流。這種GaN芯片具有發(fā)射和探測雙重功能，通過晶圓級制造工藝在GaN/藍寶石模板上制造而成，其PDMS膜則通過低成本的液滴成型工藝制得。

GaN芯片通過光刻、蝕刻、金屬和氧化物層沉積等晶圓級微加工工藝制造而成，PDMS膜結(jié)構(gòu)通過低成本的液滴成型工藝制得，由于PDMS表面的高粘性，鋁膜可以牢固地粘附在PDMS膜上。然后用PDMS凝膠粘合薄膜邊緣，加上固化處理，將PDMS膜固定在GaN芯片上。通過鋁印刷電路板（PCB氮氣烘箱）封裝建立與片上器件的電氣連接，亦即可以通過電流源對LED進行偏置，通過電流表讀出光電流信號。

南方科技大學研究團隊提出了一種GaN芯片與PDMS膜以可控和可擴展方式集成的光學式氣流傳感器。對氣流高度敏感的柔性PDMS膜可以在無需外部光學元件的情況下調(diào)節(jié)芯片發(fā)出的光，通過檢測到的光電流信號反映氣流的變化。并且，這種氣流傳感器在響應(yīng)時間和可檢測范圍方面展現(xiàn)了優(yōu)異的性能，使其適合在廣泛的實際應(yīng)用中進行現(xiàn)場測量。