进入21世纪以来，微电子技术迅猛发展，电子设备正经历着小型化、微型化的革命，物联网的发展也日益加速，这两大趋势对敏感元件和传感器提出了尺寸上的苛刻要求。厚膜片式化和薄膜集成化是敏感元件和传感器的必然发展方向。
采用流延成型厚膜工艺制备片式热敏陶瓷元件的最关键难点是降低其室温电阻。而低室温电阻的这一要求是降低电路热损耗的必要条件。一直以来，正温度系数热敏陶瓷电阻率的降低都会导致升阻比的恶化。傅邱云教授课题组祖昊博士针对这一现象，通过多种实验对比，发现造成这一现象的是制备过程中晶界上产生的物质Ba2TiO4，极微量而且不易发现。通过改变工艺过程和材料配比，避免了该物质的产生，成功解决了这一难题。降低电阻率的同时材料的升阻比也显著提高，经优化后，在陶瓷平均晶粒低至1.34µm的条件下，电阻率低至28Ωcm，是目前国际上报道的最低值，同时升阻比达到103.7，使片式热敏陶瓷的应用领域进一步扩展。另外，该体系材料烧结温度显著低于以往片式热敏陶瓷烧结温度，促进了热敏陶瓷向集成化方向发展。该成果以论文形式发表于陶瓷领域影响因子最高的杂志Journal of the European Ceramic Society上，论文题目为：“Effects of BaCO3 addition on the microstructure and electrical properties of La-doped barium titanate ceramics prepared by reduction-reoxidation method”（J. Eur. Ceram. Soc., 2018, 38:113-118.）。博士生祖昊为第一作者，傅邱云教授为通讯作者。
图1. Effects of BaCO3 addition (x) on different electrical properties of ceramics fired at 1100 °C and reoxidized at 800 °C: (a) RT resistivity and PTCR jump, (b) R-T curves, and (c) complex impedance spectroscopies.
敏感材料的进一步发展方向是薄膜集成化。傅邱云教授课题组邓剑锋博士曾基于ZnO量子点制备的气敏薄膜对68.5 ppm 的H2S响应在室温下达到了75，在90度响应达到了567，是目前报道的室温和低温响应最好值，该成果以题为“Enhanced H2S gas sensing properties of undoped ZnO nanocrystallinefilms from QDs by low-temperature processing”发表于杂志Sensors and Actuators B: Chemical（影响因子5.4）上。博士生邓剑锋为第一作者，傅邱云教授为通讯作者。
图2. (a) Response curves toward 68.5 ppm of H2S of the sensor at different temperatures. (b) Dependence of the sensor response on the operating temperature.
然而热敏材料不同于其他敏感材料，其薄膜化面临诸多困难，傅邱云教授课题组参与申请并获批了2017年国家重点研发计划项目“高性能无源敏感薄膜材料Si基异质异构集成方法及传感器芯片研发”（项目编号：2017YFB0406400），将进一步研究热敏材料薄膜化与集成化所遇到的诸多难题。
论文链接为：
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0955221917305083
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400515304883
