[發(fā)明專利]氣體感應(yīng)元件

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911321210.X
• 申請日: 2019-12-19
• 公開（公告）號: CN113008956A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 萬霞;饒歡歡;逯新凱;黃隆重;許偉東;黃寧杰
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江三花智能控制股份有限公司
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30;B01D53/86;B01D53/62;B01D53/02
• 代理公司: 蘇州佳博知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32342
• 代理人: 羅宏偉

本申請?zhí)峁┑臍怏w感應(yīng)元件，包括：襯底、隔離層、第一組件；所述第一組件包括導(dǎo)電薄膜層、光催化納米層、第一電極和第二電極，所述第一組件設(shè)置于所述隔離層的上表面；第一電極和第二電極均與導(dǎo)電薄膜層至少部分接觸；且第一電極和第二電極相間隔設(shè)置；光催化劑納米層與所述導(dǎo)電薄膜層至少部分接觸，且光催化納米層的上表面至少部分區(qū)域暴露于環(huán)境中；光催化劑納米層具有用于吸附氣體分子的納米顆粒結(jié)構(gòu)；且光催化劑納米層為半導(dǎo)體材料。本申請的感應(yīng)元件有利于提高對氣體濃度的檢測精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及傳感領(lǐng)域，具體而言，涉及氣體感應(yīng)元件。

背景技術(shù)

相關(guān)技術(shù)中涉及有通過石墨烯作為電極材料制備的氣體傳感器，這種傳感器主要利用石墨烯較好的導(dǎo)電性以及較大的比表面積等特性，在實際中，當(dāng)石墨烯氣體傳感器置于相關(guān)氣體環(huán)境時，石墨烯電極材料吸附一定量氣體分子后會引起電阻率改變，因此通過檢測石墨烯電極電信號的變化可以一定程度上反映氣體濃度，但是相關(guān)技術(shù)中石墨烯氣體傳感器受其檢測原理限制，這種傳感器針對氣體濃度的檢測靈敏度仍存在較大的改進空間。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┮环N氣體感應(yīng)元件，包括沿氣體感應(yīng)元件高度方向依次設(shè)置的襯底、隔離層和第一組件，所述隔離層的下表面與所述襯底的上表面至少部分接觸，所述第一組件的下表面與所述隔離層的上表面至少部分接觸；

所述第一組件包括導(dǎo)電薄膜層、光催化納米層、第一電極和第二電極；所述第一電極和所述第二電極均與所述導(dǎo)電薄膜層至少部分接觸；且所述第一電極和所述第二電極相間隔設(shè)置；所述光催化劑納米層與所述導(dǎo)電薄膜層至少部分接觸，且所述光催化納米層的上表面至少部分區(qū)域暴露于環(huán)境中；

所述光催化劑納米層具有用于吸附氣體分子的納米顆粒結(jié)構(gòu)；且所述光催化劑納米層為半導(dǎo)體材料。

本申請?zhí)峁┑臍怏w感應(yīng)元件，其在應(yīng)用于相關(guān)系統(tǒng)中監(jiān)控目標(biāo)氣體的濃度時，由于光催化劑納米層具有用于吸附環(huán)境中的目標(biāo)氣體分子的納米顆粒結(jié)構(gòu)，且光催化劑納米層為半導(dǎo)體材料，在受到一定能量的光激發(fā)條件下，通過產(chǎn)生的光生電子空穴對與目標(biāo)氣體分子進行氧化還原反應(yīng)，電子的轉(zhuǎn)移會影響與導(dǎo)電薄膜層至少部分接觸的兩個電極之間的電信號的變化，從而有利于通過檢測第一電極和第二電極之間電信號的變化提高對目標(biāo)氣體濃度的檢測精度。

附圖說明

圖1是本申請實施方式中的一種氣體感應(yīng)元件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中氣體感應(yīng)元件的爆炸示意圖；

圖3是圖1中光催化劑納米層與第一電極、第二電極的結(jié)構(gòu)配合示意圖；

圖4是圖1中氣體感應(yīng)元件工作狀態(tài)的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本申請實施方式中的另一種氣體感應(yīng)元件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是圖5中氣體感應(yīng)元件工作狀態(tài)的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本申請示例性實施例進行詳細說明。在不沖突的情況下，下述的實施例及實施方式中的特征可以相互組合。

如圖1所示，本申請?zhí)峁┮环N氣體感應(yīng)元件10，氣體感應(yīng)元件10包括：沿氣體感應(yīng)元件10的高度方向依次設(shè)置的襯底101、隔離層102和第一組件110。隔離層102的下表面與襯底101的上表面至少部分接觸，第一組件的下表面與隔離層102的上表面至少部分接觸。

第一組件包括導(dǎo)電薄膜層103、第一電極11、第二電極12以及光催化劑納米層104。圖2為圖1對應(yīng)的氣體感應(yīng)元件10的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。

襯底101是具有特定晶面和適當(dāng)電學(xué)、光學(xué)和機械特性的潔凈單晶薄片，可作為支撐導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體材料、絕緣材料的載體。襯底101包含N型或者P型硅材料，且襯底101的電阻率小于等于0.1Ω·cm。