[發明專利]利用激光輻射制造碳基結構的方法及相應設備

在審

• 申請號: 201880074669.1
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN111356915A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 塞巴斯蒂安·紐弗;A·N·布倫頓
• 申請（專利權）人: 萬佳雷射有限公司
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 李艷;臧建明

1.一種制造傳感器的方法，包括：

在支撐襯底上提供施主材料，所述施主材料包含碳或碳化合物；

提供收集襯底；和

利用激光輻射照射所述施主材料，其中所述照射使得在所述收集襯底上形成包含碳的多孔材料，其中：

所述收集襯底包括電極布置，所述電極布置被配置為依據所述多孔材料的一部分的電學特性提供輸出。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述多孔材料在大氣壓下在所述收集襯底上形成。

3.根據前述權利要求中任一項所述的方法，還包括將附加材料沉積到所述多孔材料上。

4.根據權利要求3所述的方法，其中，所沉積的附加材料的量被控制為在交叉范圍內，所述交叉范圍被定義為包括沉積的附加材料的量在下述兩種情況之間的交叉點的25％之內的范圍：觀察到所述多孔材料的電阻率隨所述多孔材料周圍的大氣中的參考物質的濃度的變化而增加，以及觀察到所述多孔材料的電阻率與所述多孔材料周圍的大氣中的所述參考物質的濃度的變化而減小。

5.根據權利要求3或4所述的方法，其中，所沉積的附加材料的量被控制為處于將第一范圍和第二范圍分開的交叉范圍中，其中：

所述第一范圍對應于所述附加材料的量的一個范圍，其中，所述多孔材料的電阻率對所述多孔材料周圍的大氣中的參考物質的濃度的依賴性由所述參考物質與所述多孔材料中的碳之間的相互作用決定；

所述第二范圍對應于所述附加材料的量的一個范圍，其中，所述多孔材料的電阻率對所述多孔材料周圍的大氣中的所述參考物質濃度的依賴性由所述參考物質和沉積在所述多孔材料上的所述附加材料之間的相互作用決定。

6.根據權利要求5所述的方法，其中，在所述交叉范圍中，由所述參考物質與所述多孔材料中的碳之間的相互作用引起的所述電阻率對所述參考物質的濃度的依賴性基本上消除了由所述參考物質與沉積在所述多孔材料上的所述附加材料之間的所述相互作用引起的所述電阻率對所述參考物質的濃度的依賴性。

7.根據權利要求3-6中任一項所述的方法，其中，所沉積的附加材料的量被控制在交叉范圍內，所述交叉范圍被定義為包括下述范圍：所沉積的附加材料的量在需要添加到包含碳的未涂覆多孔材料中以達到滲濾閾值的所沉積的附加材料的量的25％之內。

8.根據權利要求3-7中任一項所述的方法，其中，所述參考物質包括水。

9.根據權利要求3-8中任一項所述的方法，其中，所述附加材料包括金屬。

10.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述施主材料包括氧化石墨烯、石墨烯、石墨和碳中的一種或多種。

11.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述電極布置被配置為依據所述多孔材料的一部分的電阻率提供輸出。

12.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中：

提供面向所述施主材料和所述收集襯底的偏轉襯底；和

所述利用激光輻射照射所述施主材料包括沿著所述施主材料上方的掃描路徑掃描激光光斑，所述掃描路徑使得在所述掃描激光光斑之后，由從所述施主材料排出的碳在所述收集襯底上形成所述包含碳的多孔材料。

13.根據權利要求12所述的方法，其中，當所述激光光斑進一步遠離所述收集襯底移動時，形成所述包含碳的多孔材料的至少90％，所述包含碳的多孔材料在所述收集襯底上形成。

14.根據權利要求12或13所述的方法，其中，所述偏轉襯底的表面的至少一部分是疏水的，所述表面面向所述施主材料。