[發明專利]一種基于石墨烯邊緣嵌入式納米薄膜光電傳感器的脈搏儀

有效

• 申請號: 201611105263.4
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN107334464B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 刁東風;張希;陳文聰;林澤洲
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: A61B5/02
• 分類號: A61B5/02
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

本發明公開了一種基于石墨烯邊緣嵌入式納米薄膜光電傳感器的脈搏儀，包括：紅外光源單元，用于固定待檢測的用戶手指、并發射指定波長的紅外光以透射用戶手指；光電傳感單元，用于采集紅外光信號，并根據紅外光信號產生光電信號；光電傳感單元的硅基板表面通過ECR等離子照射生長有石墨烯邊緣嵌入式納米薄膜；整流放大單元，用于將光電信號進行整流放大，得到整流放大信號；信號采集單元，用于采集整流放大信號進行采集并保存。本發明利用邊界量子勢阱對光生電子的俘獲，可以大大地減少了光生電子?空穴對的復合，提高光響應率，對人體指尖脈搏信號的測量更精確穩定。

技術領域

本發明涉及納米薄膜光電技術領域，尤其涉及的是一種基于石墨烯邊緣嵌入式納米薄膜光電傳感器的脈搏儀。

背景技術

二維材料（如石墨烯、二硫化鉬、黑磷等）因其具有超高電子遷移率、寬光譜的廣泛吸收性、柔韌性和突破尺寸極限等優點，具有成為應用于可穿戴設備的下一代新型光電傳感器材料的潛力。然而，目前對二維材料光響應原理的研究仍集中在二維面內，很少考慮二維邊緣的低配位原子在光電響應中所起的作用。在很大程度上妨礙了高輸出、快響應、多光譜成像的新型光電傳感器的實用化進程。目前廣泛應用的可穿戴式光電脈搏儀的光響應率低，脈搏光電信號微弱，穩定性差的問題。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種基于石墨烯邊緣嵌入式納米薄膜光電傳感器的脈搏儀，旨在解決現有技術中可穿戴式光電脈搏儀的光響應率低，脈搏光電信號微弱，穩定性差的問題。

本發明的技術方案如下：

一種基于石墨烯邊緣嵌入式納米薄膜光電傳感器的脈搏儀，其中，包括：

紅外光源單元，用于固定待檢測的用戶手指、并發射指定波長的紅外光以透射待檢測的用戶手指；

光電傳感單元，用于采集紅外光信號，并根據所述紅外光信號產生光電信號；所述光電傳感單元的硅基板表面通過ECR等離子照射生長有石墨烯邊緣嵌入式納米薄膜；其中，所述紅外光源單元發出的指定波長的紅外光透射過待檢測的用戶手指后，通過所述石墨烯邊緣嵌入式納米薄膜的石墨烯邊界量子勢阱的光電子俘獲效應產生光電信號；

整流放大單元，用于將光電信號進行整流放大，得到整流放大信號；

信號采集單元，用于采集所述整流放大信號進行采集并保存。

所述基于石墨烯邊緣嵌入式納米薄膜光電傳感器的脈搏儀，其中，所述光電傳感單元具體包括：

P型硅基板；

石墨烯邊緣嵌入式納米薄膜，所述石墨烯邊緣嵌入式納米薄膜通過ECR等離子照射P型硅基板上表面而生長在P型硅基板的上表面；

設置在所述石墨烯邊緣嵌入式納米薄膜的表面上的疏指狀金鈦合金電極，所述疏指狀金鈦合金電極作為光電傳感單元的負極；

設置在所述P型硅基板的下表面上的金鈦合金電極，所述金鈦合金電極作為光電傳感單元的正極；

所述金鈦合金電極、及所述疏指狀金鈦合金電極均通過鍵合導電引線與整流放大單元連接。

所述基于石墨烯邊緣嵌入式納米薄膜光電傳感器的脈搏儀，其中，所述紅外光源單元具體包括：

紅外光源，用于發射指定波長的紅外光；

透射式手指固定夾具，用于固定待檢測的用戶手指。

所述基于石墨烯邊緣嵌入式納米薄膜光電傳感器的脈搏儀，其中，所述整流放大單元具體包括：

隔直電容，所述隔直電容通過鍵合導電引線與所述疏指狀金鈦合金電極連接；