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专利号: 201611020960X
申请人: 江西师范大学
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:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于纳米材料的传感器检测气体的方法,其特征在于:

所述传感器包括:具有第一表面和与第一表面相对的第二表面的半导体衬底;位于第一表面的第一介质层;位于第二表面的第二介质层;位于第一介质层表面的传输线,且传输线具有间隔;填充所述间隔的MoS2纳米结构;位于第二介质层的接地层,所述接地层内具有互补开口谐振环,互补开口谐振环的位置与传输线的间隔对应;

所述方法包括:获取第一曲线,所述第一曲线为:在没有待检测气体的环境下,所述传感器的频率与S11的曲线;

将所述传感器放置于待检测环境,获取第二曲线,所述第二曲线为:在待检测环境下,所述传感器的频率与S11的曲线;

通过比较第一曲线和第二曲线的谐振频率变化与否,检测待检测环境下是否存在待检测气体。

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:通过获取待检测环境的多条第二曲线,根据多条第二曲线的谐振频率变化幅度,来获取待检测环境的待检测气体浓度。

3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,半导体衬底厚度为400微米至600微米,介电常数为11.9;所述第一介质层的材料为氧化硅,所述第一介质层的厚度为10到30微米,所述第一介质层的介电常数为4;所述第二介质层的材料为氧化硅,所述第二介质层的厚度为10到30微米,所述第二介质层的介电常数为4;所述传输线长度为11毫米至13毫米,宽度为0.6毫米;所述接地层的厚度为5微米至20微米。

4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述互补开口谐振环的结构为两个互相反向放置的同心开口谐振环,其中,较大的开口谐振环的尺寸为:开口为0.3毫米,环的内径为

5.52毫米,环的外径为5.92毫米;较小的开口谐振环的尺寸为:开口为0.3毫米,环的内径为

4.72毫米,环的外径为5.12毫米;较大的开口谐振环与较小的开口谐振环的间距为0.2毫米。

5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,当所述传感器的MoS2纳米结构数量为1时,所述传感器的等效电路包括:输入端,所述输入端连接传输线第一等效电感的第一端,传输线第一等效电感的第二端连接MoS2纳米结构的等效电阻的第一端,MoS2纳米结构的等效电阻的第二端连接MoS2纳米结构的等效电感的第一端,MoS2纳米结构的等效电感的第二端连接MoS2纳米结构的等效电容的第一端,MoS2纳米结构的等效电容的第二端连接传输线第二等效电感的第一端,传输线第二等效电感的第二端连接输出端,传输线第一等效电容的第一端连接传输线第一等效电感的第二端,传输线第一等效电容的第二端连接传输线第二等效电容的第一端,传输线第二等效电容的第二端连接传输线第二等效电感的第一端;互补开口谐振环的等效电感的第一端连接传输线第一等效电容的第二端,互补开口谐振环的等效电容的第一端连接传输线第一等效电容的第二端,互补开口谐振环的等效电感的第二端连接互补开口谐振环的等效电容的第二端并接地。