刘冠军， 徐方松， 刘 瑛， 郑贤德， 王 钦， 邱 静

(国防科技大学 智能科学学院，湖南 长沙 410000)

传感器是机械设备或系统获取外界信息的“感官”元件，它使设备具有了“感知”功能，压力传感器是其中重要的一种。随着MEMS技术的飞速发展，硅微机械式压力传感器在21世纪初就得到了广泛应用。压力传感器中根据敏感原理不同分为压阻式、压电式和谐振式等类型。其中，谐振式压力传感器具有高稳定性、高重复性、高精度和高分辨率的特点[1]，而且其工作于谐振状态，具有功耗低、输出信号的信噪比高、抗干扰能力强等诸多优点。由此可见，谐振式压力传感器的研究工作具有重要意义。

目前，硅基谐振式压力传感器(Silicon Resonant Pressure Sensors，SRPS)的相关研究已进入成熟阶段[2]，但由于硅材料本身物理性质的限制，硅基传感器灵敏度指标难以得到进一步提升，严重限制了压力传感器在超低压环境的应用。二维材料的出现使得超高灵敏度压力传感器成为可能。石墨烯厚度极薄，仅为0.335 nm，且机械强度高。以石墨烯为代表的二维材料基谐振式压力传感器的相关研究才刚刚起步，其在灵敏度指标方面的表现已远超硅基传感器。但由于制造工艺和测试手段尚不成熟，石墨烯基谐振式压力传感器(Graphene Resonant Pressure Sensors，GRPS)精度指标较差，且稳定性和重复性低。

本文主要介绍了SRPS和GRPS的研究近况，总结其存在的问题及分析未来的发展趋势，重点讨论了GRPS的主要性能指标，对一些原文中未列出的性能指标进行了估算，结果表明GRPS与硅基传感器性能指标存在较大差距，进一步分析出GRPS制造过程中存在的诸多技术问题，并针对各个技术问题提出可行的解决路线，从而为GRPS制造提供参考。……