压电光子学手写电子签名系统

adma201405826_12006年和2010年王中林教授首次在国际上提出了压电电子学和压电光电子学概念,并一直致力于该领域的研究。2008年,王中林教授首次理论预测了压电光子效应,最近北京纳米能源所的潘曹峰教授同王中林教授合作开发出了基于压电光子学原理的电子签名系统(DOI: 10.1002/adma.201405826),证实了之前的理论预测。

传统的手写电子签名系统大多基于电学信号,然而在书写过程中除了能够记录书写者的笔迹,却难以充分记录笔迹的压力分布、书写速度等其他个人书写动态特征。在最近发表的这项研究中,科研人员利用压电半导体在压力作用下产生的内部压电势对其能带结构的调整,促进缺陷态电子的跃迁,并通过非辐射能量转换激发掺杂所引入的发光中心,从而实现机械应力到光的转换。同时,其成功制备的原型器件在受压下的发光强度与其所受压力有较好的线性关系,并且灵敏度可调,具有较高的稳定性、持久性,为动态压力、书写速度等个人书写特征的纪录提供了可能,丰富了手写签名的识别特征。这些特征使得签名被伪造或复制的难度大大增加,进而提高了手写签名的安全性。

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研究人员基于ZnS:Mn的压电光子学效应,将应力信息转换为可同步采集的光信号,大大提高了二维应力成像的响应和传输时间,有望成为替代电学信号的新一代传输信号。另外,其成功制备的100微米空间分辨率,10微秒响应时间的大尺寸、高分辨率、高稳定的柔性压力传感器更是确保了其在不同领域的应用前景。这类压电光子学器件将在数字化、信息化和网络化时代,具有广阔的应用前景;也将为通信、电子商务、电子政务和信息安全等领域的信息安全提供新思维。