[發明專利]多層分級納米結構有序孔薄膜型氣敏傳感器及其制備方法

無效

• 申請號: 200710190330.1
• 申請日: 2007-11-15
• 公開（公告）號: CN101435795A
• 公開（公告）日: 2009-05-20
• 發明（設計）人: 賈麗超;蔡偉平;王洪強
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G01N27/407
• 分類號: G01N27/407;G01N27/00;H01L49/00
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1.一種多層分級納米結構有序孔薄膜型氣敏傳感器，包括襯底和電極，以及覆于其上的氣敏薄膜，其特征在于所說氣敏薄膜由兩層以上的、呈緊密的六方排列并相互連通的球形孔狀的半導體氧化物構成，所說球形孔的孔徑為100～5000nm，其于層間為大小相間結構，層間的孔徑大小比為1.5～10∶1，所說氣敏薄膜的厚度為200nm～10μm。?

2.根據權利要求1所述的多層分級納米結構有序孔薄膜型氣敏傳感器，其特征是球形孔的孔徑于層間為大小相間的雙周期結構。?

3.根據權利要求1所述的多層分級納米結構有序孔薄膜型氣敏傳感器，其特征是球形孔為兩層，其下層為大孔。?

4.根據權利要求1所述的多層分級納米結構有序孔薄膜型氣敏傳感器，其特征是半導體氧化物為三氧化二銦或二氧化錫或氧化鋅或三氧化二鐵。?

5.根據權利要求1所述的多層分級納米結構有序孔薄膜型氣敏傳感器，其特征是襯底為玻璃或陶瓷或單晶硅或云母或石英，襯底的形狀為凸面狀或凹面狀或球面狀或平面狀。?

6.根據權利要求1所述的多層分級納米結構有序孔薄膜型氣敏傳感器的制備方法，包括將球徑為100～5000nm的膠體球附于基底表面形成單層膠體晶體模板，其特征在于是按以下步驟完成的：?

(a)先將不同球徑的單層膠體晶體模板浸入濃度為0.05～0.2M的半導體氧化物前驅體溶液中，待其脫離基底并漂浮在前驅體溶液的表面后，用所需形狀的帶有電極的襯底撈起單層膠體晶體中的之一，并使其覆蓋于襯底表面，再將覆有單層膠體晶體并浸有前驅體溶液的襯底置于80～120℃下加熱1～4h，接著，先將覆有單層膠體晶體并固化有前驅體的襯底作為一個新的襯底在同種溶液中撈起另一單層膠體晶體，并使其覆蓋于新襯底表面，再將覆有雙層膠體晶體并固化有前驅體和浸有前驅體溶液的襯底置于80～120℃下加熱1～4h；?

(b)重復上述的撈起新的單層膠體晶體并加熱固化的步驟0次以上后，將其置于350～550℃下退火1～4h，制得多層分級納米結構有序孔薄膜型氣敏傳感器。?

7.根據權利要求6所述的多層分級納米結構有序孔薄膜型氣敏傳感器的制備方法，其特征是半導體氧化物前驅體溶液為硝酸銦溶液或四氯化錫溶液或醋酸鋅溶液或硝酸鐵溶液。?

8.根據權利要求6所述的多層分級納米結構有序孔薄膜型氣敏傳感器的制備方法，其特征是先撈起的單層膠體晶體的球徑大于后撈起的單層膠體晶體的球徑。?

9.根據權利要求6所述的多層分級納米結構有序孔薄膜型氣敏傳感器的制備方法，其特征是升溫至350～550℃時的升溫速率為3～10℃/min。?

10.根據權利要求6所述的多層分級納米結構有序孔薄膜型氣敏傳感器的制備方法，其特征是重復撈起新的單層膠體晶體并加熱固化的步驟為1～3次。?