[發明專利]一種金納米孔薄膜電離式一氧化碳傳感器

有效

• 申請號: 201610630041.8
• 申請日: 2016-08-03
• 公開（公告）號: CN106324062B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 張勇;童佳明;張嘉祥;潘志剛;程珍珍;張健鵬;梁冰點;陳麒宇;張晶園;賀永寧;李昕;劉定新;楊愛軍;王小華;榮命哲
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01N27/407
• 分類號: G01N27/407
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種金納米孔薄膜電離式一氧化碳傳感器，包括三個自下而上依次分布的第一電極、第二電極和第三電極，其特征在于：所述第一電極由內表面附著有分布著金納米孔的金屬膜基底以及設有小透氣孔的電極構成；所述第二電極由中心設有小引出孔的引出極構成；所述第三電極由板面設有小槽的收集極構成；該三個電極分別通過絕緣支柱相互隔離；

所述第一電極內表面金屬膜基底上采用蒸發沉積法制備金納米孔薄膜材料；

所述小透氣孔的孔徑設定在0.8～3mm、小引出孔的孔徑為1.2～2mm，小槽的邊長和槽深分別為1.2×1.2～6×8mm和50～200μm；

三電極之間的極間距按照小透氣孔的孔徑、小引出孔的孔徑和小槽的邊長和深度設定；

所述小透氣孔的孔徑為0.8～3mm時，第一電極與第二電極之間極間距與小透氣孔的孔徑之比為1/40～1/8；

所述小引出孔的孔徑為1.2～2mm時，第一電極與第二電極之間極間距與小引出孔的孔徑之比為3/80～1/12，第二電極與第三電極之間極間距與小引出孔的孔徑之比為3/80～1/12；

所述小槽的邊長和槽深分別為1.2×1.2～6×8mm和50～200μm時，第二電極與第三電極之間極間距與小槽的槽深之比為3/8～2/1；

金納米孔薄膜電離式一氧化碳傳感器靈敏度達到了-1.4×10^-2ppm^-1。

2.根據權利要求1所述的金納米孔薄膜電離式一氧化碳傳感器，其特征在于：所述第一電極的電極表面的小透氣孔為1～15個；

所述第二電極引出極的小引出孔設有1～15個；

所述第三電極收集極的小槽設有1～12個。

3.一種權利要求1所述的金納米孔薄膜電離式一氧化碳傳感器的金納米孔制備到金屬膜基底的方法，其特征在于，包括下述步驟：

1)鍍膜前預處理：選用刻蝕有透氣孔的硅片作為基體并進行鍍膜前預處理；

2)濺射：在真空條件下分別在三個基片上依次濺射鈦膜、鎳膜和金膜，三層薄膜厚度分別為50nm、400nm和125nm；

3)退火：將濺射有鈦鎳金薄膜的硅基底快速退火30～80s，退火溫度為400～500℃；

4)金納米孔材料制備：在真空度為3×10^-3Pa，在濺射有Ti/Ni/Au膜硅基底上，采用蒸發沉積法生長金納米孔薄膜材料，金納米孔的平均尺寸為350nm，高度為1.8μm；

5)進行微觀形貌檢測，自此完成金屬膜基底金納米孔薄膜材料的生長過程。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟2)中，濺射條件為：真空度為2.5×10^-3Pa，濺射溫度為30～40℃，依次濺射鈦膜、鎳膜和金膜濺射時間分別為7min、50min和13min。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟4)中，蒸發沉積法生長金納米孔薄膜材料沉積率為1.5nm/s，沉積時間為20min。