[發明專利]基于氧化鋅納米結構的紫外光敏傳感器及其制備方法有效

申請號：	201310655536.2	申請日：	2013-12-06
公開（公告）號：	CN104701404A	公開（公告）日：	2015-06-10
發明（設計）人：	葉柏盈;王珊	申請（專利權）人：	納米新能源（唐山）有限責任公司
主分類號：	H01L31/09	分類號：	H01L31/09;H01L31/0296;C01G9/02;H01L31/0224;H01L31/18;B82Y40/00
代理公司：	北京市浩天知識產權代理事務所(普通合伙) 11276	代理人：	劉云貴;李郁
地址：	063000 河北省唐山市***	國省代碼：	河北;13
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	基于氧化鋅納米結構紫外光敏傳感器及其制備方法
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【說明書】：

技術領域

本發明涉及傳感器領域，尤其是涉及一種基于氧化鋅納米結構的紫外光敏傳感器及其制備方法。

背景技術

2006年，美國佐治亞理工學院教授王中林等成功地在納米尺度范圍內將機械能轉換成電能，研制出世界上最小的發電機-納米發電機。納米發電機的基本原理是：當納米線（NWs，例如氧化鋅納米線）在外力下動態拉伸時，納米線中生成壓電電勢，相應瞬變電流在兩端流動以平衡費米能級。

氧化鋅納米線作為半導體材料，可以應用于紫外光敏傳感器。紫外光敏傳感器能夠將照射在氧化鋅納米線的紫外光轉化為電能，從電極向外輸出。然而現有紫外光敏傳感器由于氧化鋅納米線的制備方法，具有靈敏度低、響應時間長、制備工藝復雜等缺陷。

常規生長氧化鋅納米線的方法為化學生長方法，例如水熱法，使氧化鋅納米線在帶有種子層的金屬層基底表面生長。以往，在氧化鋅納米線生長過程中，培養液中產生的氣泡上升到溶液表面且時常被面朝下的基底表面捕獲，抑制了氧化鋅納米線在金屬層基底表面上均勻生長。

發明內容

常規生長納米線的方法，例如水熱法，氧化鋅納米線在金屬層基底表面生長取向度較差，比表面積不高。本發明解決的技術問題是提供一種基于氧化鋅納米結構的紫外光敏傳感器及其制備方法，增加了氧化鋅納米結構的比表面積，具有靈敏度高，響應時間短的特點。

本發明采用靜電紡絲法-煅燒在叉指電極上生成氧化鋅納米膜，該氧化鋅納米膜由六邊纖鋅礦晶相的氧化鋅納米線構成。或者，優選的進一步以每根氧化鋅納米線為軸生長氧化鋅納米柱以形成氧化鋅納米柱陣列，該氧化鋅納米柱是在(001)面優勢取向的六角柱。由于合成的氧化鋅納米柱（六角柱）的寬高比較高，可以增加氧化鋅納米柱陣列單位體積里的比表面積。

由于氧化鋅納米膜跨越在叉指電極之上，而叉指電極的兩對電極之間不導通，當紫外光照射在氧化鋅納米膜上，所輸出的電流從兩對電極向外輸出，紫外光敏傳感器輸出電流隨著紫外光強度呈近似線性的增加，增加了對微小電流變化的靈敏度。本發明紫外光敏傳感器，靈敏度高、響應時間快，制備工藝簡單。

為了解決上述技術問題，本發明采用的第一技術方案是：一種基于氧化鋅納米結構的紫外光敏傳感器，包括形成叉指電極的兩組電極，以及設置在叉指電極至少一側表面的氧化鋅納米膜；

所述氧化鋅納米膜由六邊纖鋅礦晶相的氧化鋅納米線構成；

所述叉指電極的兩組電極不導通，形成所述紫外光敏傳感器的信號輸出端。

前述的基于氧化鋅納米結構的紫外光敏傳感器，所述氧化鋅納米膜由六邊纖鋅礦晶相的氧化鋅納米線平行構成。

前述的基于氧化鋅納米結構的紫外光敏傳感器，所述氧化鋅納米線中摻雜有氧化銀。

前述的基于氧化鋅納米結構的紫外光敏傳感器，所述氧化鋅納米膜由煅燒靜電紡絲獲得的聚乙烯類聚合物-鋅鹽纖維膜制成。

前述的基于氧化鋅納米結構的紫外光敏傳感器，所述氧化鋅納米膜由煅燒靜電紡絲獲得的聚乙烯類聚合物-鋅鹽-銀鹽纖維膜制成。

前述的基于氧化鋅納米結構的紫外光敏傳感器，所述鋅鹽包括醋酸鋅、硝酸鋅、草酸鋅及它們的水合物；所述聚乙烯類聚合物包括聚乙烯醇PVA或聚乙烯吡咯烷酮PVP；所述銀鹽包括醋酸銀、硝酸銀或草酸銀。

前述的基于氧化鋅納米結構的紫外光敏傳感器，所述氧化鋅納米線的直徑為200-300nm。

前述的基于氧化鋅納米結構的紫外光敏傳感器，所述氧化鋅納米膜的厚度為500nm-1μm。

前述的基于氧化鋅納米結構的紫外光敏傳感器，以每根構成氧化鋅納米膜的氧化鋅納米線為軸進一步生長有氧化鋅納米柱，構成氧化鋅納米柱陣列，形成帶有氧化鋅納米柱的氧化鋅納米膜，所述氧化鋅納米柱是(001)面優勢取向的六角柱。