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壓電傳感器用于國(guó)外新型生物認(rèn)證技術(shù)檢測(cè)中
專欄:技術(shù)支持
發(fā)布日期:2018-03-08
閱讀量:4989
作者:佚名
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由于每一個(gè)人的食指骨架都是獨(dú)一無(wú)二的,于是有研究人員想到了開發(fā)一種新型生物認(rèn)證技術(shù)。由Yingying(Jennifer)Chen教授帶領(lǐng)的美國(guó)羅格斯大學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的這項(xiàng)技術(shù),被叫做VibWrite。它的工作原理是這樣的:以電子門鎖為例,你可以在木門把手邊的光滑表面上嵌入該裝置,然后利用一個(gè)小型電機(jī)來(lái)產(chǎn)生振動(dòng),并借助壓電傳感器來(lái)檢測(cè)相同的振動(dòng)。 以電子門鎖為例演示的VibWrite技術(shù)原理。資料圖 ...

由于每一個(gè)人的食指骨架都是獨(dú)一無(wú)二的,于是有研究人員想到了開發(fā)一種新型生物認(rèn)證技術(shù)。由Yingying(Jennifer)Chen教授帶領(lǐng)的美國(guó)羅格斯大學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的這項(xiàng)技術(shù),被叫做VibWrite。它的工作原理是這樣的:以電子門鎖為例,你可以在木門把手邊的光滑表面上嵌入該裝置,然后利用一個(gè)小型電機(jī)來(lái)產(chǎn)生振動(dòng),并借助壓電傳感器來(lái)檢測(cè)相同的振動(dòng)。

 

以電子門鎖為例演示的VibWrite技術(shù)原理。資料圖


        當(dāng)有人觸碰馬達(dá)和傳感器之間的區(qū)域時(shí),其手指會(huì)吸收部分振動(dòng),并將其余部分反射回物體表面(改變了振動(dòng)傳遞的軌跡)。傳感器會(huì)在接收到的振動(dòng)中記錄這些變化,然后系統(tǒng)就可以基于每個(gè)人手指骨結(jié)構(gòu)獨(dú)特的振動(dòng)吸收和反射方式,微秒地識(shí)別出誰(shuí)正在觸摸。

 

VibWrite圖解,資料圖


        為提升系統(tǒng)的整體安全性,還可以給它加裝一個(gè)PIN碼輸入?yún)^(qū)域,或讓使用者以某種特定的模式來(lái)滑動(dòng)指尖。

        截至目前,實(shí)測(cè)VibWrite的用戶身份驗(yàn)證準(zhǔn)確率已達(dá)到95%,且裝置相當(dāng)省電。與更加先進(jìn)的指紋識(shí)別和虹膜掃描系統(tǒng)相比,VibWrite的成本大約只有前者的1/10。當(dāng)然,Chen和她的團(tuán)隊(duì)仍計(jì)劃改進(jìn)VibWrite的整體性能,并評(píng)估裝置受溫度、濕度、灰塵等變量影響的程度。

延伸閱讀科學(xué)家用新方法研制薄膜壓電微機(jī)電系統(tǒng)

        從燒烤烤架中的火花點(diǎn)火器到醫(yī)學(xué)超聲成像所需的傳感器,壓電材料有著廣泛的應(yīng)用。微米或更小尺度的薄膜壓電材料,為需要開展更小維度或者較低電壓操作的新應(yīng)用提供了可能性。

 

在較大面積的柔性聚酰亞胺基板上的PZT薄膜。資料圖


        來(lái)自美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究人員展示了一項(xiàng)新技術(shù),即通過(guò)將鋯鈦酸鉛(PZT)壓電薄膜樣本同靈活的聚合物基質(zhì)相結(jié)合,研制了壓電微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)。近日,博士生TianningLiu和合作者在美國(guó)物理聯(lián)合會(huì)所屬《應(yīng)用物理雜志》上報(bào)告了這一成果。

        論文作者之一、賓夕法尼亞大學(xué)教授ThomasN.Jackson介紹說(shuō),關(guān)于壓電薄膜的研究有著悠久的歷史,但基于硬式基質(zhì)的薄膜存在著來(lái)自基質(zhì)的局限性。最新的研究,為研制減少對(duì)基質(zhì)依賴性的薄膜壓電材料打開了新領(lǐng)域。

        研究人員在擁有氧化鋅釋放層的硅襯底上生長(zhǎng)出多晶PZT薄膜。他們還在襯底上添加了一薄層聚酰亞胺,并在隨后利用醋酸腐蝕掉氧化鋅,從而將擁有聚亞胺層的1微米厚PZT薄膜從硅襯底中釋放出來(lái)。

        和在硬式基質(zhì)上生長(zhǎng)出來(lái)的薄膜相比,聚酰亞胺上的PZT薄膜擁有增強(qiáng)的材料屬性,但同時(shí)保持著靈活性。即便如此,Liu表示,在薄膜MEMS裝置競(jìng)爭(zhēng)過(guò)塊體壓電系統(tǒng)之前,仍有很多工作要做。



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