[發(fā)明專利]一種高選擇性體聲波諧振氫氣傳感器及其制備方法

在審

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• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN112229905A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設計）人: 孫博;何春華;廖廣蘭;王子奕;林建斌
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01N29/036
• 分類號: G01N29/036;C23C14/30;C23C14/10;C23C14/02;C23C14/58;C23C14/35;C23C14/16;C23C14/06;C23C28/00;C23C16/56
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 孔娜;李智

1.一種高選擇性體聲波諧振氫氣傳感器，其特征在于：

所述氫氣傳感器包括氫氣敏感層(6)、氫氣選擇層(7)及體聲波諧振器，所述氫氣敏感層(6)設置在所述體聲波諧振器上，所述氫氣選擇層(7)設置在所述體聲波諧振器上，且其與所述體聲波諧振器之間形成收容空間，所述氫氣敏感層(6)收容在所述收容空間內(nèi)；

其中，所述氫氣選擇層(7)為一層或者多層只允許氫氣分子通過的薄膜。

2.如權利要求1所述的高選擇性體聲波諧振氫氣傳感器，其特征在于：所述體聲波諧振器包括基底(1)、下電極層(3)、壓電層(4)及上電極層(5)，所述基底(1)朝向所述下電極層(3)的表面開設有空腔(2)，所述下電極層(3)及所述壓電層(4)分別設置在所述基底(1)上，且所述下電極層(3)部分地收容于所述壓電層(4)內(nèi)；所述上電極層(5)設置在所述壓電層(4)遠離所述基底(1)的表面上；所述氫氣敏感層(6)及所述氫氣選擇層(7)分別設置在所述上電極層(5)上。

3.如權利要求2所述的高選擇性體聲波諧振氫氣傳感器，其特征在于：所述下電極層(3)包括下電極頂層、引線柱及下電極底層，所述下電極頂層及所述下電極底層均水平設置，且在垂直方向部分重疊；所述引線柱相背的兩端分別垂直連接所述下電極頂層及所述下電極底層。

4.如權利要求3所述的高選擇性體聲波諧振氫氣傳感器，其特征在于：所述壓電層(4)開設有通孔及凹槽，所述凹槽位于所述壓電層(4)朝向所述基底(1)的表面，且所述通孔貫穿所述凹槽的底面；所述引線柱收容在所述通孔內(nèi)，所述下電極底層收容在所述凹槽內(nèi)。

5.如權利要求2所述的高選擇性體聲波諧振氫氣傳感器，其特征在于：所述上電極層(5)及所述下電極層(3)均由Pd、Al或者Au制備而成。

6.如權利要求2所述的高選擇性體聲波諧振氫氣傳感器，其特征在于：所述壓電層(4)是由壓電陶瓷材料或鐵電材料制成的，其厚度為300nm～900nm。

7.如權利要求1-6任一項所述的高選擇性體聲波諧振氫氣傳感器，其特征在于：所述氫氣敏感層(6)是由金屬Pd或Pd系列合金制成的，其厚度為50nm～150nm。

8.如權利要求1-6任一項所述的高選擇性體聲波諧振氫氣傳感器，其特征在于：所述氫氣選擇層(7)是由孔徑在之間的金屬有機骨架材料制成的。

9.如權利要求1-6任一項所述的高選擇性體聲波諧振氫氣傳感器，其特征在于：所述氫氣選擇層(7)是由2-甲基咪唑鋅鹽或2-甲基咪唑鈷制成的。

10.一種如權利要求1-7任一項所述的高選擇性體聲波諧振氫氣傳感器的制備方法，所述制備方法兼容了集成電路工藝。