[實用新型]簡支梁法檢測石墨烯壓阻因子

有效

• 申請號: 202120256880.4
• 申請日: 2021-01-29
• 公開（公告）號: CN214277983U
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 鄭曉虎;谷洲之
• 申請（專利權）人: 淮陰工學院
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04;G01R27/08
• 代理公司: 淮安市科文知識產權事務所 32223
• 代理人: 吳宏宇

本實用新型公開了一種簡支梁法檢測石墨烯壓阻因子，包括箱體、氮氣源，氮氣源連接箱體；矩形梁，矩形梁長度方向的兩端通過鉸鏈連接到支架上；矩形梁的上端面粘貼帶有檢測電極及參比電極的石墨烯硅片，石墨烯硅片粘貼到矩形梁的中部；矩形梁的中部下方對應設置有用于使矩形梁產生形變的高度調節裝置。結構簡單，制造方便，可快速、準確的用于檢測石墨烯壓阻因子。

技術領域

本實用新型涉及檢測技術領域，具體涉及一種石墨烯壓阻因子檢測方法。

背景技術

石墨烯(Graphene)是由單層呈正六邊形分布的碳原子構成的具有蜂窩狀晶格結構的一種二維碳質新材料，這種結構在平面內無限重復、周期分布，但是在垂直于分布平面的厚度方向上只具有納米尺度。這種單原子厚度的碳膜結構異常緊密、嚴整，幾乎沒有任何缺陷，能穩定存在并展現出許多令人驚訝的物理、化學特性特點，在新能源、檢測、微傳感器等領域有重要的應用價值。檢測石墨烯壓阻性能是壓阻型石墨烯微納傳感器研制的基礎。

常規材料的壓阻因子的檢測一般對采用所檢測材料直接施加應變，如拉伸、壓縮法，通過檢測目標材料的電阻變化率來確定其壓阻因子。作為二維納米材料，石墨烯樣品厚度只有約0.34納米，長度和寬度一半不超過10微米，同時石墨烯高度透明，具有高達97％的透光率，在常規條件下很難進行精確定位，更難以直接施加應變進行電阻檢測。國外有采用掃描原子力顯微鏡對沉積在孔上的石墨烯進行按壓測量其壓阻因子，這種方法成本昂貴，樣品制作流程長、難度高，測量過程冗長，即使在裝備水平很高的實驗室內也難以實現即時檢測。也有將石墨烯沉積在一些彈性系數較高的基底上，進行拉伸測量，但石墨烯變形的測量卻受到彈性基底的影響。并且上述方法都不能實現石墨烯壓縮變形，也無法實現壓縮變形中壓阻因子的檢測。

為了克服以上問題，有必要提出新的石墨烯材料壓阻因子檢測方案，為壓阻型石墨烯微納傳感器的開發奠定基礎。

發明內容

本實用新型針對現有技術的不足，提供一種簡支梁法檢測石墨烯壓阻因子，其結構簡單，制造方便，可快速、準確的用于檢測石墨烯壓阻因子。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：簡支梁法檢測石墨烯壓阻因子，包括箱體、氮氣源，氮氣源連接箱體；

矩形梁，矩形梁長度方向的兩端通過鉸鏈連接到支架上；

矩形梁的上端面粘貼帶有檢測電極及參比電極的石墨烯硅片，石墨烯硅片粘貼到矩形梁的中部；

矩形梁的中部下方對應設置有用于使矩形梁產生形變的高度調節裝置。

在上述方案的基礎上，作為優選，高度調節裝置為螺桿升降機構，螺桿升降機構包括與支架螺紋連接的螺桿，螺桿上端固定軸承，軸承固定在矩形梁的下端面中部。

在上述方案的基礎上，作為優選，高度調節裝置氣缸，氣缸的缸體固定在支架上，氣缸的活塞桿上端固定在矩形梁下端面中部。

在上述方案的基礎上，作為優選，檢測電極為Ti/Au金屬電極。

在上述方案的基礎上，作為優選，石墨烯硅片的基底為硅片，硅片表面二氧化硅薄膜層的厚度為300納米。

在上述方案的基礎上，作為優選，矩形梁厚度為2毫米的鋁或銅金屬板帶。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

測試過程中對樣品添加了氮氣保護措施，提高了測量準確性。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是本實用新型的立體圖。

圖中：1、萬用表，2、石墨烯，3、應變片，4、簡支梁，9、升降螺桿，10、氮氣箱體。

具體實施方式