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专利号: 2015102845308
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种平面气敏传感元件,所述气敏传感元件采用负载CVD 石墨烯的气敏传感器件;其特征在于,所述石墨烯表面沉积一维氧化锌薄膜;所述一维氧化锌呈笔头状;所述一维氧化锌的直径为100-200nm,长宽比大于3,所述笔尖宽度为10-100nm。2.根据权利要求1 所述的气敏传感元件,其特征在于,所述气敏传感器件的叉指电极为金叉指电极或铂金叉指电极,电极中正方形接触垫的长和宽为1-2mm,两个接触垫的距离为2.5-3.5mm,且彼此对称,叉指阵列中叉指的间距为0.5-1.5um,叉指阵列部分的长度为1-2mm。3.权利要求1 所述的气敏传感元件的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)清洗负载CVD 石墨烯的气敏传感器件;(2)在步骤(1)清洗后的气敏传感器件上沉积金属锌薄膜;(3)采用水热合成法,将步骤(2)中沉积得到的金属锌薄膜制备合成一维氧化锌薄膜,形成负载一维氧化锌/ 石墨烯复合气敏传感膜的传感元件;(4)将步骤(3)得到的传感元件进行焙烧。4.根据权利要求3 所述的气敏传感元件,其特征在于,所述步骤(3)中水热合成法通过浓氨水调节反应体系pH 值,运用羧甲基纤维素作为结构导向剂,控制反应温度为120-160℃,反应时间为6-72h ;所述浓氨水用量为2-8ml ;所述反应体系中去离子水的用量为10-15ml ;所述羧甲基纤维素采用羧甲基纤维素水溶液,浓度为1.4-4.2g/L,用量为2-4ml。5.根据权利要求3 或4 所述的气敏传感元件,其特征在于,所述步骤(2)中对金属锌薄膜的沉积采用以下步骤:将所述负载CVD 石墨烯的气敏传感器件置于磁控溅射设备的真空室,采用质量纯度为99.99% 的金属锌作为靶材,以质量纯度为99.99% 的氩气作为工作气体,进行溅射沉积。6.根据权利要求5 所述的气敏传感元件,其特征在于,所述沉积金属锌薄膜的过程中,靶材与基台的距离为50-150mm,先将腔室抽真空至1×10-4-5×10-4Pa,之后通入氩气,移除表面的污染物,调节氩气流量为8-28SCCM 使腔室压强为0.5-2.5Pa,沉积功率为90-120W。7.根据权利要求3 或4 所述的气敏传感元件,其特征在于,所述步骤(4)的焙烧过程为:将所述负载一维氧化锌/ 石墨烯复合气敏传感膜的传感元件在程序马弗炉中与400-500℃空气气氛热处理1-2h,控制升温速率小于1℃/min。