近日，機電工程學院廖寧波教授指導碩士生在納米技術領域國際權威期刊《Materials Today Nano》(影響力因子：13.364)發表題為《Ultrasensitive piezoresistive behavior of silicon carbonitride thin films by optimizing nanomorphologies》的研究論文。機電學院碩士生許軻、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。

我國十四五規劃和2035年遠景目標綱要確立新一代信息技術、高端裝備、航空航天等戰略性新興產業的支柱地位，并強調要集中優勢攻克關鍵元器件零部件和基礎材料等領域的核心技術，惡劣工況下的傳感器技術是這些重點領域的共性關鍵技術之一。高性能高溫壓力傳感器的研究和開發對我國在高端制造和新信息時代的發展具有重要戰略意義。

硅碳氮陶瓷具有耐高溫、抗氧化、抗腐蝕等優異特性，而其特殊的納米結構又使其展現出獨有的功能特性。廖寧波教授團隊提出一種非平衡磁控濺射與快速退火相結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1713-7290，遠高于目前Si、SiC、VOx、InSe等主流壓阻材料的靈敏因子范圍（92-1000）。同時，團隊通過量子力學計算揭示了硅碳氮陶瓷的納米結構-壓敏特征關系，提出硅碳氮中納米碳特征距離產生的隧穿效應對其壓阻性能影響巨大。本項工作為航天航空、汽車、石油勘探等高溫惡劣環境下壓力原位測量難題提供了一種有效的解決方案。

本項工作得到了國家自然科學基金、浙江省自然科學基金重點項目等項目的資助。許軻、姜敏銘同學目前分別在南京大學、南京航天航空大學攻讀博士學位。

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