[發(fā)明專利]一種兼具電場感應和光場感知的功能裝置及應用

在審

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• 申請日: 2021-12-16
• 公開（公告）號: CN114236249A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設計）人: 曾瑋;肖仁旺;賀新雨;陳修宇;桂鵬彬;王思亮;陳志亮;黃志祥
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽大學
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08;G01J1/42
• 代理公司: 合肥國和專利代理事務所(普通合伙) 34131
• 代理人: 孫永剛

本發(fā)明公開一種兼具電場感應和光場感知的功能裝置及應用，包括WO₃/BiVO₄/MXene工作電極、對電極和參比電極；所述WO₃/BiVO₄/MXene工作電極包括設在FTO上的100?110nm厚的WO₃薄膜，其中單個WO₃晶體的面積為(0.5?1.0)μm×(0.1?0.5)μm，厚度為0.2?0.3μm，WO₃薄膜上為0.1?0.2μm厚的BiVO₄薄膜，BiVO₄薄膜上為20?30nm厚的MXene薄膜。本發(fā)明的功能裝置具有適用環(huán)境廣、探測靈敏度高、小巧輕便，便于移動等特點，實現(xiàn)了多功能化，同時具有電場感應和光場感知傳感功能。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種兼具電場感應和光場感知的功能裝置及應用，屬于電子器件領域。

背景技術(shù)

智能電子產(chǎn)品逐漸向著體積小、電路集成度高、傳輸速度快的方向發(fā)展。作為智能電子產(chǎn)品的重要組成部件，新型智能電子元器件正向片式化、微型化、高頻化、寬頻化、高精度化、集成化和綠色環(huán)保化的方向發(fā)展。其中，光場傳感器能夠用于檢測光強度變化，在日常生活中得到了廣泛應用；電場傳感器能夠測量高電壓電力系統(tǒng)中的瞬變電場強度，為氣象保障提供了可靠的手段和依據(jù)。

現(xiàn)有專利一種復合電極與制備及在電場檢測中的應用(CN 109884410 A)，公開了將尺寸2cm×2.5cm的器件在一個電路中測試，探究傳感器的性能。由測試的電流對空間電場的響應隨時間的變化關系的電流密度-時間(I-T)曲線可知，其中，器件是由兩個聚3,4-乙烯二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸鹽-還原氧化石墨烯(P-rGO)氣凝膠電極分別水平放置在PVA/H₂SO₄凝膠電解質(zhì)中，取出后，將兩個P-rGO氣凝膠電極呈面對面放置，中間加入隔膜，形成的平行板電容器型的電場傳感器，傳感器的左側(cè)的等離子體球體作為電場發(fā)生器，將傳感器垂直放置在等離子體球體中心向外的輻射束上，在測試過程中，以0.2Hz的頻率手動開啟/關閉等離子體球體。電場強度范圍為1100-19000Vm^-1，靈敏度為1.3×10^-10mA m V^-1，電場響應靈敏度較低，且測試方法沒有考慮到背景電流，所測數(shù)據(jù)偏欠準確。

另有專利一種ZnO修飾WO₃/BiVO₄異質(zhì)結(jié)的制備方法及其在光電催化中的應用(CN109778223 A)，包括WCl₆和PVP制得WO₃籽晶層；將鎢酸鈉溶于水，先后加入鹽酸、草酸銨，得透明溶液；將透明溶液加入有WO₃籽晶層反應，得WO₃陣列前驅(qū)體，高溫退火得到WO₃電極；將雙(乙酰丙酮)氧化釩和五水硝酸鉍溶于冰醋酸，加入乙基纖維素，得BiVO₄前驅(qū)體溶液；將BiVO₄前驅(qū)體溶液滴涂到WO₃電極表面，干燥、退火得WO₃/BiVO₄復合光陽極；將WO₃/BiVO₄復合光陽極置于原子層沉積系統(tǒng)內(nèi)，利用二乙基鋅與水，經(jīng)沉積循環(huán)后ZnO逐層生長，得在光電催化中具有較好的高效性和穩(wěn)定性的ZnO修飾WO₃/BiVO₄異質(zhì)結(jié)。但是由ZnO修飾WO₃/BiVO₄/ZnO的電極在0.8V的偏置電壓下，以300W氙燈裝配有AM 1.5G(100mW cm^-2)的濾光片作為模擬光源，此時響應光電流密度低于0.8mA cm^-2，光電流密度較低。

上述兩種方案在研究光場傳感和電場傳感時無法做到功能兼容，只能止步于單純對電場強度檢測以及光場強度檢測。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種兼具電場感應和光場感知的功能裝置及應用。