[發明專利]一種基于分子器件的濕度傳感器

在審

• 申請號: 202010431036.0
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111413369A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 金華伏安光電科技有限公司
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種基于分子器件的濕度傳感器，在源極和漏極間設置有機分子，在有機分子附近設置吸水材料顆粒。使用時，吸水材料顆粒在待測環境中吸收水分，改變吸收材料顆粒的活化能，由于吸水材料顆粒處于有機分子附近，所以也改變有機分子的活化能和有機分子的導電特性，從而改變源極與漏極間的導電特性，通過該導電特性確定環境濕度。因為有機分子的電導對其活化能非常敏感，所以本發明能夠實現高靈敏度的濕度測量，在濕度探測領域具有重要的應用前景。

技術領域

本發明涉及濕度探測領域，具體涉及一種基于分子器件的濕度傳感器。

背景技術

濕度與人類的生存和社會活動密切相關。傳統濕度傳感器有電阻式濕度傳感器、露點式濕度傳感器、碳濕敏傳感器、氧化鋁濕度傳感器、陶瓷濕度傳感器。傳統濕度傳感器的靈敏度低，探索基于新原理的濕度傳感器，提高傳感器的靈敏度和探測極限，是濕度傳感器發展的趨勢。

發明內容

為解決以上問題，本發明提供了一種基于分子器件的濕度傳感器，該濕度傳感器包括電絕緣層、源極、漏極、有機分子、吸水材料顆粒，源極、漏極、有機分子、吸水材料顆粒置于電絕緣層上，有機分子延伸于源極和漏極間，吸水材料顆粒置于有機分子的附近；使用時，吸水材料顆粒在待測環境中吸收水分，改變吸收材料顆粒的活化能，改變有機分子的導電特性，從而改變源極與漏極間的導電特性，通過該導電特性確定環境濕度。

更進一步地，源極和漏極的材料為金或石墨烯。

更進一步地，有機分子為十二烷基硫醇、蒽硫醇、辛二硫醇。

更進一步地，吸水材料顆粒為氯化鋰晶體。

更進一步地，氯化鋰晶體的粒徑為20納米-100納米、氯化鋰晶體間的距離大于500納米。

更進一步地，氯化鋰晶體設置在有機分子的下面，氯化鋰晶體間不接觸。

更進一步地，氯化鋰晶體為條形，條形的方向垂直于源極和漏極的連線方向。

更進一步地，在氯化鋰晶體下部設置絕緣多孔材料。

本發明的有益效果：本發明提供了一種基于分子器件的濕度傳感器，在源極和漏極間設置有機分子，在有機分子附近設置吸水材料顆粒。使用時，吸水材料顆粒在待測環境中吸收水分，改變吸收材料顆粒的活化能，由于吸水材料顆粒處于有機分子附近，所以也改變有機分子的活化能和有機分子的導電特性，從而改變源極與漏極間的導電特性，通過該導電特性確定環境濕度。因為有機分子的電導對其活化能非常敏感，所以本發明能夠實現高靈敏度的濕度測量；此外，本發明中，吸水材料顆粒吸收少量水分子即可明顯地改變有機分子的活化能，所以本發明能夠探測更少量的水分子，拓展了傳統濕度探測器的探測極限，在濕度探測領域具有重要的應用前景。

以下將結合附圖對本發明做進一步詳細說明。

附圖說明

圖1是基于分子器件的濕度傳感器的示意圖。

圖2是又一種基于分子器件的濕度傳感器的示意圖。

圖中：1、源極；2、漏極；3、有機分子；4、吸水材料顆粒；5、絕緣多孔材料；6、電絕緣層。

具體實施方式

為進一步闡述本發明達成預定目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及實施例對本發明的具體實施方式、結構特征及其功效，詳細說明如下。

實施例1