[發明專利]霧霾顆粒物探測芯片及其制造方法

有效

• 申請號: 201410167848.3
• 申請日: 2014-04-24
• 公開（公告）號: CN103940712A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 張利勝;孫喆;楊桂霞;方炎;王培杰;李志鵬;姜小凡;賈冀
• 申請（專利權）人: 張利勝
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06
• 代理公司: 北京匯智勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11346
• 代理人: 朱登河

技術領域

本發明涉及一種大氣污染監測領域，特別是涉及一種霧霾顆粒物探測芯片及其制造方法。

背景技術

當前，以可吸入顆粒物(PM10)、細顆粒物(PM2.5)為特征污染物的區域性大氣環境問題日益突出。隨著我國工業化、城鎮化的深入推進，能源資源消耗持續增加，大氣污染防治壓力繼續加大。大氣質量作為環境問題中不可或缺的一部分影響著我們的身體健康及日常生活,在當前中國城市空氣質量不斷惡化的情況下，亟需一條行之有效的方法來監察大氣的污染。

光散射法探測霧靄顆粒物是一種被證明有效的大氣污染探測方法。光散射法利用空氣中的顆粒對不同波長的激光產生散射的現象，利用散射的光信號轉化為電信號，通過相關的數學公式，將其轉化成空氣中實際的顆粒物數量。最具代表性的是美國Dylos公司推出的Dylos-DC1700，它選用綠激光作為激光光源，通過光敏材料將光信號轉化為高低電平的電信號，進而粗略統計出空氣中所含顆粒物的數量。

發明內容

本發明的目的是提供一種霧霾顆粒物探測芯片及其制造方法，利用一種新型的探測芯片有效探測大氣中的霧霾顆粒物。

為實現上述目的，本發明提供一種霧霾顆粒物探測芯片，應用于包括激光設備、霧靄顆粒物探測芯片和顯示設備的大氣顆粒物探測裝置，所述激光設備用于發射激光，所述激光通過所述霧靄顆粒物探測芯片的表面；所述霧靄顆粒物探測芯片用于接收被散射的激光，產生電信號并傳輸電信號到所述顯示設備；所述顯示設備用于處理所述電信號兵顯示霧靄顆粒物的探測結果；

所述霧靄顆粒物探測芯片包括層狀結構，從最底層到最上層依次為：玻璃基底、CdSe薄膜、貴金屬納米點陣列、銀對梳妝電極系統、氧化鋁薄膜和增透膜，其中，

所述增透膜的中心波長與所述激光的波長相同，用于通過所述激光；

所述氧化鋁薄膜用于通過所述激光，并隔離空氣避免氧氣對內層薄膜和納米點陣列的損傷；

所述銀對梳妝電極系統包括相互平行但不交叉的銀梳妝薄膜電極和銀梳妝薄膜對電極，用于在激光作用下產生電信號；

所述貴金屬納米點陣列用于通過等離子體共振作用對光信號進行放大，并傳輸放大后的激光信號至所述CdSe薄膜；

所述CdSe薄膜用于在放大后的激光信號的作用下產生電信號，傳輸所述電信號至所述顯示設備；

所述玻璃基底用于承載上層結構并絕緣電信號。

優選地，所述增透膜的中心波長為605nm。

優選地，所述貴金屬納米點陣列為金或銀納米點陣列。

優選地，所述CdSe膜的厚度為150-200納米

本發明的另一方面還提供一種霧靄顆粒物探測芯片的制造方法，包括：

采用激光分子束外延技術在玻璃基底上制備CdSe薄膜；

在所述CdSe薄膜的表面設置貴金屬納米點陣列；

采用掩膜板真空蒸法在所述貴金屬納米點陣列表面制備銀對梳狀電極系統；

采用原子層沉積技術在銀對梳狀電極系統的表面制備氧化鋁薄膜；

在所述氧化鋁薄膜上制備增透膜。

優選地，所述貴金屬納米點陣列為金或銀納米點陣列。

優選地，所述CdSe膜的厚度為150-200納米。

基于上述技術方案，本發明的優點是：

提供一種新型的霧霾顆粒物探測芯片，通過銀對梳妝電極系統可以實現在保證較小的感光區域寬度的同時盡量增大感光面積，較小的感光區域寬度可以降低芯片的響應時間，并通過貴金屬納米點陣列放大光信號，從而提高芯片的檢測靈敏度。

附圖說明

圖1為現有技術中的大氣顆粒物探測裝置的結構示意圖；

圖2示出本發明提供的霧霾顆粒物探測芯片的結構示意圖；

圖3示出本發明提供的霧霾顆粒物探測芯片中的銀對梳妝電極系統的結構示意圖；

圖4示出本發明提供的霧靄顆粒物探測芯片的制造方法的框圖。

具體實施方式

為使本發明實施的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行更加詳細的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。下面結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明。