[發(fā)明專利]一種CuO/Si異質(zhì)PN結(jié)氫氣傳感器及其制備方法

在審

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• 申請日: 2022-11-17
• 公開（公告）號: CN115791903A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張成云;吳潤民;楊海林;黃思迪;楊家豪
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州大學(xué)
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22;C23C14/08;C23C14/35;C23C14/02
• 代理公司: 北京八月瓜知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11543
• 代理人: 秦瑩

1.一種CuO/Si異質(zhì)PN結(jié)氫氣傳感器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

首先使用飛秒脈沖激光對N型Si片的表面進(jìn)行處理，再利用磁控濺射的方法在N型Si片的表面濺射P型CuO納米薄膜，制備CuO/Si異質(zhì)PN結(jié)氫氣傳感器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，使用飛秒脈沖激光處理時，將N型Si片置于介質(zhì)中，使用飛秒脈沖激光對N型Si片的表面進(jìn)行微納加工；

其中，所述介質(zhì)為蒸餾水或去離子水。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述飛秒脈沖激光處理時，控制加工功率為4.5mW，掃描速度為1.0mm/s，掃描間距為0.02mm；

其中，所述飛秒脈沖激光的中心波長為800nm，重復(fù)頻率為1kHz。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述N型Si片的電阻率為1-3ΩΩcm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在使用磁控濺射對N型Si片進(jìn)行處理之前，對N型Si片進(jìn)行表面處理；

優(yōu)選地，所述表面處理時，將N型Si片置于濃度為10-15％的氫氟酸中保持4-6min。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述磁控濺射處理時，使用Cu靶標(biāo)在N型Si片襯底的表面濺射P型CuO納米薄膜。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述磁控濺射處理時，控制加工功率為90W，襯底溫度為室溫，濺射時間為20min，襯底真空度為1.7×10^-3Pa，靶標(biāo)與襯底的距離為400mm，工作氣體為氬氣，反應(yīng)氣體為氧氣；

其中，氬氣與氧氣的流量比為20:5。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在飛秒脈沖激光對N型Si片的表面進(jìn)行處理之前，對N型Si片進(jìn)行超聲清洗；

優(yōu)選地，所述超聲清洗時，將N型Si片置于去離子水中超聲10-20s，然后使用氮氣吹干。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在N型Si片的表面濺射P型CuO納米薄膜之后，在P型CuO納米薄膜的表面涂覆Ag電極，得到CuO/Si異質(zhì)PN結(jié)氫氣傳感器。

10.一種CuO/Si異質(zhì)PN結(jié)氫氣傳感器，其特征在于，根據(jù)權(quán)利要求1-9任意一項所述的制備方法制備得到。