[發(fā)明專利]一種用于氣敏傳感器制造的納米線原位成形方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310007582.1
• 申請日: 2013-01-09
• 公開（公告）號: CN103091370A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵金友;丁玉成;趙強(qiáng);胡兵;繆林林;翟海鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00;B82Y40/00
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賀建斌

1.一種用于氣敏傳感器制造的納米線原位成形方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，傳感器圖形化結(jié)構(gòu)制造，在石英或硅的剛性基材表面均勻制備一層納米至微米級別的聚合物材料，該聚合物材料在低能電子束照射下具有延展特性，能夠?yàn)楸砻娴慕饘俦∧ら_裂提供變形來源；在聚合物表面制備出具有應(yīng)力豁口厚度為納米級的金屬薄膜電極，金屬薄膜電極采用Cr/Au材料，在此結(jié)構(gòu)上制備出引線電極，引線電極材料為Ag；

第二步，一維納米間隙結(jié)構(gòu)制造，采用掩模板通過低能電子束對聚合物材料進(jìn)行電子束對準(zhǔn)曝光，曝光采用接觸式曝光工藝，電子束加速電壓在10-50kV之間，電流在100-500pA之間，聚合物材料吸收電子后由于庫倫斥力的存在將產(chǎn)生延展變形，隨著低能電子束的持續(xù)照射，金屬薄膜電極在與聚合物材料界面處的結(jié)合力的作用下產(chǎn)生延展變形，當(dāng)延展變形量大于金屬薄膜電極的強(qiáng)度極限時，金屬薄膜電極將在應(yīng)力集中的豁口位置形成納米級縫隙結(jié)構(gòu)；

第三步，納米線結(jié)構(gòu)原位生長，將制成的納米級縫隙結(jié)構(gòu)置于氣體敏感材料納米粒子的懸浮液中，在金屬薄膜電極兩側(cè)施加交變電場，納米粒子在介電泳力的作用下向電極方向移動，從而沿納米間隙的方向聚集并形成納米線；

第四步，納米線兩端連接對電極的傳感器制造，納米線生長成形完成后，納米線和金屬薄膜電極一起構(gòu)成了納米線傳感器，直接用于有害氣體的探測。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氣敏傳感器制造的納米線原位成形方法，其特征在于：對于納米線兩端連接金屬薄膜電極的傳感器結(jié)構(gòu)的制造，在第一步中，納米間隙電極材料采用單一的Cr材料，在納米粒子自組裝完成后，采用硝酸鈰銨去除金屬薄膜電極，然后在電極引線和納米線的兩端之間通過掩膜蒸鍍的方式制備出新的對電極，此時納米線和新對電極一起構(gòu)成了另一種形式的納米線氣體傳感器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于氣敏傳感器制造的納米線原位成形方法，其特征在于：所述的聚合物材料為環(huán)氧樹脂、亞克立材料PMMA或硅膠材料PDMS。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于氣敏傳感器制造的納米線原位成形方法，其特征在于：所述的氣體敏感材料為鈀Pd、銀Ag或氧化鋅ZnO。