[發明專利]氣敏傳感器的制備方法及氣敏傳感器

有效

• 申請號: 202011581380.4
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112763549B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 盧紅亮;楊佳赫;袁凱平;朱立遠
• 申請（專利權）人: 光華臨港工程應用技術研發（上海）有限公司
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12;B82Y15/00;B82Y40/00
• 代理公司: 上海盈盛知識產權代理事務所(普通合伙) 31294
• 代理人: 孫佳胤

本發明提供了一種氣敏傳感器的制備方法，包括：提供一α?Fe₂O₃納米線；在所述α?Fe₂O₃納米線的表面沉積ZnO籽晶層，形成α?Fe₂O₃/ZnO核殼納米線；對所述α?Fe₂O₃/ZnO納米線進行電極沉積，形成氣敏傳感器前驅體；對所述氣敏傳感器前驅體中α?Fe₂O₃/ZnO核殼納米線進行枝化，形成基于單根α?Fe₂O₃納米線表面枝化ZnO納米線結構的氣敏傳感器。本發明采用在給核殼納米線搭上電極后再進行納米線枝化的方法，結合了粉體納米結構和單根納米結構的優勢，克服了在復雜結構上搭蓋電極容易被戳破的困難。制備工藝可重復性強，成品率高，有利于規模化制備。有效地提高氣敏傳感器對H₂S氣體響應，且具有利于小型集成化、高比表面積以及優良穩定性等優點，提升了對氣體的敏感性。

技術領域

本發明涉及半導體領域，尤其涉及一種氣敏傳感器的制備方法及氣敏傳感器。

背景技術

易燃易爆氣體的檢測在生活和工業中變得愈發重要，迫切的需要一種氣體傳感器來進行快速、準確地檢測。其中硫化氫氣體(H₂S)是一種劇毒、無色、易燃的氣體，具有像臭雞蛋一樣粘稠的稠度。檢測H₂S的氣體傳感器通常包括電化學氣體傳感器、催化燃燒氣體傳感器、光學氣體傳感器和化學電阻式氣體傳感器等。其中，基于微化學電阻式氣體傳感器以其低功耗、低成本、高響應、濕度效應小等優點，越來越受到醫學、工業和食品安全領域的關注。

現有技術中，基于金屬氧化物半導體材料CuO、ZnO、Fe₂O₃、WO₃等氣體傳感器在檢測空氣中有毒或可燃氣體方面具有良好的檢測特性。然而，單一組分的金屬氧化物納米結構往往存在選擇性差、響應慢等缺點。因此，通過貴金屬摻雜、多級結構構建和與其他金屬氧化物半導體構建復合異質結構來提高金屬氧化物的傳感響應和選擇性一直是人們研究的熱點。

隨著電子鼻在醫學、軍事等領域的發展，不僅對氣體傳感器提出了高靈敏度、高選擇性的要求，更是要求可以實現較高的集成化，在器件尺寸大大縮小的基礎上，可以實現對多種氣體的同時檢測，這就提出了基于單根米線氣體傳感器的想法。所以在單根納米線的基礎上，可以對納米線的結構進行進一步優化，對電子鼻的發展具有重要意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提高氣敏傳感器的敏感度并且降低制備難度，提供一種氣敏傳感器的制備方法及氣敏傳感器。

為了解決上述問題，本發明提供了一種氣敏傳感器的制備方法，包括：提供一α-Fe₂O₃納米線；在所述α-Fe₂O₃納米線的表面沉積ZnO籽晶層，形成α-Fe₂O₃/ZnO核殼納米線；對所述α-Fe₂O₃/ZnO納米線進行電極沉積，形成氣敏傳感器前驅體；對所述氣敏傳感器前驅體中α-Fe₂O₃/ZnO核殼納米線進行枝化，形成基于單根α-Fe₂O₃納米線表面枝化ZnO納米線結構的氣敏傳感器。

為了解決上述問題，本發明還提供了一種氣敏傳感器，采用基于單根α-Fe₂O₃納米線表面枝化ZnO納米線結構