[發明專利]基于石墨烯氧化物的真空傳感器及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201610915277.6
• 申請日: 2016-10-20
• 公開（公告）號: CN107976277B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 李立強;徐澤洋;吳昆杰;張素娜
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: G01L21/00
• 分類號: G01L21/00;C01B32/184
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

1.一種基于石墨烯氧化物的真空傳感器，用于對真空腔體中的真空度進行檢測，其特征在于，所述真空傳感器包括：還原氧化石墨烯薄膜，以及，設置在所述還原氧化石墨烯薄膜上的兩個以上電極，且該兩個以上電極彼此間隔設置；

其中，所述還原氧化石墨烯薄膜的厚度為1nm～40nm，其中還原氧化石墨烯的片層數為1～3層，片層之間存在尺寸為0.6～1.4nm的間隙；

并且，所述還原氧化石墨烯薄膜的導電率為0.05～10S/cm。

2.根據權利要求1所述的真空傳感器，其特征在于：所述還原氧化石墨烯薄膜的厚度為1nm～10nm。

3.根據權利要求2所述的真空傳感器，其特征在于：所述還原氧化石墨烯薄膜的厚度為1nm～2nm。

4.根據權利要求1所述的真空傳感器，其特征在于包括：所述還原氧化石墨烯薄膜的導電率為0.5～3S/cm。

5.如權利要求1-4中任一項所述基于石墨烯氧化物的真空傳感器的制備方法，其特征在于包括：

提供厚度為1nm～40nm的氧化石墨烯薄膜，并且其中氧化石墨烯的片層數為1～3層；

在所述氧化石墨烯薄膜上設置彼此間隔的兩個以上電極；

以及，對所述氧化石墨烯薄膜進行還原處理，使其中的氧化石墨烯被部分還原，直至所獲還原氧化石墨烯薄膜的導電率為0.05～10S/cm，從而制得所述真空傳感器。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于包括：

采用自組裝法或溶液法，并通過物理吸附和/或共價鍵結合的方式在基底上制備形成所述氧化石墨烯薄膜。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于包括：以氧化石墨烯水分散液作為原料，并至少通過自主裝法或旋涂、滴注、提拉中的任意一種溶液法使氧化石墨烯物理吸附和/或共價鍵結合于絕緣基底表面，從而形成所述氧化石墨烯薄膜。

8.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于：所述氧化石墨烯薄膜的為1nm～10nm。

9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于：所述氧化石墨烯薄膜的厚度為1nm～2nm。

10.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于包括：對所述氧化石墨烯薄膜進行還原處理，直至所獲還原氧化石墨烯薄膜的導電率為0.5～3S/cm，從而制得所述真空傳感器。

11.根據權利要求5或10所述的制備方法，其特征在于包括：至少采用熱還原法、化學還原法中的任意一種方式對所述氧化石墨烯薄膜進行所述的還原處理。

12.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于包括：至少采用熱蒸鍍、磁控濺射或光刻中的任意一種方式在所述氧化石墨烯薄膜上形成作為所述電極的金屬層。

13.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于包括：

提供表面覆蓋有二氧化硅層的硅片作為基底，

以氧等離子體對所述基底表面進行處理，其中氧等離子體的功率為50～300W，處理時間為30s～5min；

采用溶液法在基底表面制備形成所述氧化石墨烯薄膜。

14.一種真空測試系統，其特征在于包括：

如權利要求1-4中任一項所述的基于石墨烯氧化物的真空傳感器；

以及，與所述真空傳感器連接的半導體特性分析系統。

15.根據權利要求14所述的真空測試系統，其特征在于：所述半導體特性分析系統的探針通過銀膠與所述真空傳感器的電極電連接。

16.一種真空測試方法，其特征在于包括：

提供權利要求14或15所述的真空測試系統；

將所述真空傳感器的電極與半導體特性分析系統的探針電連接，并將所述真空測試系統置于待測試的真空腔體內；

通過所述半導體特性分析系統至少測定所述真空傳感器的電流變化情況，進而至少實現對所述真空腔體內氣壓的檢測。