[發明專利]自驅動光電傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 201310355924.9
• 申請日: 2013-08-15
• 公開（公告）號: CN103780134A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 林宗宏;程綱;王中林
• 申請（專利權）人: 國家納米科學中心
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 曹玲柱

1.一種自驅動光電傳感器，其特征在于，包括：

第一導電元件；

第一摩擦層，位于所述第一導電元件的下表面；

第二導電元件，與所述第一導電元件相對設置；

第二摩擦層，位于所述第二導電元件上方絕緣層的上表面，其材料與所述第一摩擦層的材料位于摩擦電極序的不同位置，并且為光致阻變材料，用于接收待測光；以及

第一電極和第二電極，形成于所述第二摩擦層的隔開預設距離的不同位置，并與相應位置的第二摩擦層形成電性接觸，其中，所述第一電極連接至所述第一導電元件，所述第二電極連接至所述第二導電元件；

其中，所述第一摩擦層和第二摩擦層能夠在分離狀態和接觸狀態之間往復切換，從而在所述第一導電元件和第二導電元件之間形成振幅隨照射至所述第二摩擦層的待探測光強度和/或波長而變化的交流脈沖信號。

2.根據權利要求1所述的自驅動光電傳感器，其特征在于，所述第二摩擦層的材料選自于以下半導體材料：SnO₂，ZnO，TiO₂，In₂O₃，ZnS，ZnSe，ZnTe，GaN，Se，CdS，CdSe，CdTe，Si，Ge，PbS，InGaAs，PbSe，InSb、PbTe，HgCdTe，PbSn，HgS，HgSe，HgTe和Te。

3.根據權利要求1或2所述的自驅動光電傳感器，其特征在于，所述第二摩擦層為直接生長或化學鍵連在所述絕緣層上的納米結構物。

4.根據權利要求1-3任一項所述的自驅動光電傳感器，其特征在于，所述待測光屬于紫外波段、可見光波段、紅外光波段時，所述第二摩擦層的材料分別為TiO₂、CdS和HgTe。

5.根據權利要求1-4任一項所述的自驅動光電傳感器，其特征在于，所述第二摩擦層在所述第二導電元件上外延生長制備。

6.根據權利要求1-5任一項所述的自驅動光電傳感器，其特征在于，所述第一摩擦層的材料選自于絕緣材料或金屬材料，其中：

所述金屬材料包括：金、銀、鉑、鋁、鎳、銅、鈦、鉻或上述金屬形成的合金；

所述絕緣材料包括：苯胺甲醛樹脂、聚甲醛、乙基纖維素、聚酰胺尼龍11、聚酰胺尼龍66、羊毛及其織物、蠶絲及其織物、紙、聚乙二醇丁二酸酯、纖維素、纖維素醋酸酯、聚乙二醇己二酸酯、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯、再生纖維素海綿、棉及其織物、聚氨酯彈性體、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、木頭、硬橡膠、醋酸酯、人造纖維、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚酯、聚異丁烯、聚氨酯彈性海綿、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇縮丁醛、丁二烯-丙烯腈共聚物、氯丁橡膠、天然橡膠、聚丙烯腈、聚(偏氯乙烯-co-丙烯腈)、聚雙酚A碳酸酯、聚氯醚、聚偏二氯乙烯、聚(2，6-二甲基聚亞苯基氧化物)、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚二苯基丙烷碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亞胺、聚氯乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯和派瑞林。

7.根據權利要求1-6任一項所述的自驅動光電傳感器，其特征在于：所述第一摩擦層的下表面經過物理改性而形成微米或次微米量級的微結構陣列。

8.根據權利要求7所述的自驅動光電傳感器，其特征在于，所述物理改性為：光刻蝕、化學刻蝕或離子體刻蝕。

9.根據權利要求7所述的自驅動光電傳感器，其特征在于，所述微結構選自于以下方式：納米線、納米棒、納米管、納米錐、納米顆粒、納米溝槽、微米線、微米棒、微米管、微米錐、微米顆粒和微米溝槽。

10.根據權利要求1-9任一項所述的自驅動光電傳感器，其特征在于：所述第一摩擦層的下表面點綴或涂覆納米材料。

11.根據權利要求1-10任一項所述的自驅動光電傳感器，其特征在于，所述第一摩擦層的下表面進行化學改性，該化學改性選自于以下兩種方式：

第一種方法是對第一摩擦層，在極性為正的材料表面引入強給電子基團，或者在極性為負的材料表面引入強吸電子基團；

第二種方法是在極性為正的材料表面引入正電荷，而在極性為負的材料表面引入負電荷。

12.根據權利要求1-11任一項所述的自驅動光電傳感器，其特征在于，所述第一摩擦層的材料為聚四氟乙烯或聚二甲基硅氧烷。