[發明專利]納米結構的氣體傳感器陣列和包括該陣列的設備

在審

• 申請號: 202110055087.2
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN113138208A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 范智勇;宋志龍
• 申請（專利權）人: 香港科技大學
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12;G01N33/00
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 張娜;李榮勝

1.一種氣體傳感器陣列，包括：

氣體感測基板，其包括：

三維多孔模板，其由電絕緣材料制成，并且包括多個貫穿所述三維多孔模板的第一孔和多個貫穿所述三維多孔模板的第二孔；

多個第一金屬修飾的金屬氧化物膜，每個第一金屬修飾的金屬氧化物膜是導電的，形成在對應的第一孔內并且包括第一金屬氧化物膜和第一金屬修飾顆粒，所述第一金屬氧化物膜具有第一內表面和第一外表面，所述第一內表面附接在相應的第一孔的內壁上，所述第一外表面上修飾有所述第一金屬修飾顆粒；以及

多個第二金屬修飾的金屬氧化物膜，每個第二金屬修飾的金屬氧化物膜是導電的，形成在對應的第二孔內并且包括第二金屬氧化物膜和第二金屬修飾顆粒，所述第二金屬氧化物膜具有第二內表面和第二外表面，所述第二內表面附接在相應的第二孔的內壁上，所述第二外表面上修飾有所述第二金屬修飾顆粒；

其中，所述第一金屬修飾顆粒和所述第二金屬修飾顆粒由不同的金屬制成，使得每個第一金屬修飾的金屬氧化物膜和每個第二金屬修飾的金屬氧化物膜響應于同一濃度的氣體而提供不同的電阻，使得由相應的第一金屬修飾的金屬氧化物膜形成的第一氣體傳感器和由相應的第二金屬修飾的金屬氧化物膜形成的第二氣體傳感器響應于所述濃度的氣體而提供不同的靈敏度。

2.根據權利要求1所述的氣體傳感器陣列，其中：

所述三維多孔模板還包括多個貫穿所述三維多孔模板的第三孔和多個貫穿所述三維多孔模板的第四孔；以及

所述氣體感測基板還包括：

多個第三金屬修飾的金屬氧化物膜，每個第三金屬修飾的金屬氧化物膜是導電的，形成在對應的第三孔內并且包括第三金屬氧化物膜和第三金屬修飾顆粒，所述第三金屬氧化物膜具有第三內表面和第三外表面，所述第三內表面附接在相應的第三孔的內壁上，所述第三外表面上修飾有所述第三金屬修飾顆粒修飾；以及

多個第四金屬修飾的金屬氧化物膜，每個第四金屬修飾的金屬氧化物膜是導電的，形成在對應的第四孔內并且包括第四金屬氧化物膜和第四金屬修飾顆粒，所述第四金屬氧化物膜具有第四內表面和第四外表面，所述第四內表面附接在相應的第四孔的內壁上，所述第四外表面上修飾有所述第四金屬修飾顆粒；

其中，所述第一金屬修飾顆粒、所述第二金屬修飾顆粒、所述第三金屬修飾顆粒和所述第四金屬修飾顆粒由不同的金屬制成，使得每個第一金屬修飾的金屬氧化物膜、每個第二金屬修飾的金屬氧化物膜、每個第三金屬修飾的金屬氧化物膜和每個第四金屬修飾的金屬氧化物膜響應于同一濃度的氣體而提供不同的電阻，使得所述第一氣體傳感器、所述第二氣體傳感器、由相應的第三金屬修飾的金屬氧化物膜形成的第三氣體傳感器和由相應的第四金屬修飾的金屬氧化物膜形成的第四氣體傳感器響應于所述濃度的氣體而提供不同的靈敏度。

3.根據權利要求1所述的氣體傳感器陣列，其中，所述第一金屬修飾顆粒由選自由鉑(Pt)、銀(Ag)、鈀(Pd)、金(Au)、鎳(Ni)、銅(Cu)、銥(Ir)和釕(Ru)的第一金屬制成；第二金屬修飾顆粒由選自由鉑(Pt)、銀(Ag)、鈀(Pd)、金(Au)、鎳(Ni)、銅(Cu)、銥(Ir)和釕(Ru)的第二金屬制成，所述第一金屬與所述第二金屬不同。

4.根據權利要求1所述的氣體傳感器陣列，其中，所述第一金屬修飾顆粒和所述第二金屬修飾顆粒中的每一個具有在1nm和50nm之間的直徑。

5.根據權利要求1所述的氣體傳感器陣列，其中，所述第一金屬氧化物膜和所述第二金屬氧化物膜由選自由二氧化錫(SnO₂)、二氧化鈦(TiO₂)、氧化鋅(ZnO)、氧化鎳(II)(NiO)及氧化鐵(III)(Fe₂O₃)的金屬氧化物制成。

6.根據權利要求5所述的氣體傳感器陣列，其中，所述第一金屬氧化物膜和所述第二金屬氧化物膜中的每一個具有在1nm與100nm之間的厚度。

7.根據權利要求5所述的氣體傳感器陣列，其中，所述第一金屬氧化物膜和所述第二金屬氧化物膜由相同的金屬氧化物制成。