CN207751920U - 一种用于检测气体成分的传感器 - Google Patents
一种用于检测气体成分的传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN207751920U CN207751920U CN201721610599.6U CN201721610599U CN207751920U CN 207751920 U CN207751920 U CN 207751920U CN 201721610599 U CN201721610599 U CN 201721610599U CN 207751920 U CN207751920 U CN 207751920U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- graphene layer
- electrodes
- substrate
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title abstract description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 title 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 65
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims abstract description 65
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 18
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 9
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 6
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 5
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 84
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种用于检测气体成分的传感器，其特征在于，包括基底和设置在所述基底表面的、连续的石墨烯层；所述基底包括设置在半导体材料上的电极层，所述电极层包括至少两个相互隔离的电极；所述石墨烯层覆盖在所述电极层和由于所述电极的隔离而露出的基底表面上。实施本实用新型的一种用于检测气体成分的传感器，具有以下有益效果：其灵敏度较高、感应信号处理较为容易、检测结果较为准确。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器，更具体地说，涉及一种用于检测气体成分的传感器。
背景技术
在现有技术中，检测气体成分的传感器通常包括一对或更多的暴露在待检测气体中的电极，在检测时，电极上施加一定的电压或电流，当气体中带有指定的成分(例如，NO2)时，这些成分(例如，NO2)会附着在上述电极上以及电极之间，于是带来上述电极上电压或电流状态的一些细微的变化，将这些变化取得、放大、处理后，就能够判断出气体中的相应成分。在上述过程中，电压或电流的改变是微小的。因此，对于上述传感器的改进的一个方面，就是改变上述电极之间的导电特性，使得该传感器在具有特定成分的气体环境中时，其导电特性的改变较大。因此，在现有技术中，现有的气体传感器的灵敏度较低、电极之间的导电特性的变化较小，从而使得对小信号的处理较为困难，同时，也容易出现判断不准确的情况。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述灵敏度较低、信号处理困难、不准确的缺陷，提供一种灵敏度较高、信号处理较为容易、较为准确的一种用于检测气体成分的传感器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于检测气体成分的传感器，包括基底和设置在所述基底表面的、连续的石墨烯层；所述基底包括设置在半导体材料上的电极层，所述电极层包括至少两个相互隔离的电极；所述石墨烯层覆盖在所述电极层和由于所述电极的隔离而露出的基底表面上。
更进一步地，所述石墨烯层包括重叠在一起的第一石墨烯层和第二石墨烯层；所述第一石墨烯层通过化学气相沉淀法得到，所述第二石墨烯层是在所述第一石墨烯层上再次通过化学气相沉淀法得到并通过真空和高温处理使得所述第一石墨烯层和第二石墨烯层组合而得到所述石墨烯层。
更进一步地，所述石墨烯层通过所述真空和高温处理而吸附在所述基底表面。
更进一步地，所述石墨烯层的厚度包括0.8-3nm。
更进一步地，所述基底包括硅衬底层、氧化硅层和电极层；所述氧化硅层设置在所述硅衬底层上，所述电极层设置在所述氧化硅层上。
更进一步地，所述电极层包括两个分别设置在所述氧化硅层表面的铬电极，两个所述电极分别设置在所述氧化硅层表面上相对的两个侧边上。
更进一步地，两个所述电极分别为具有多个叉指的梳状电极，一个电极的相邻两个叉指之间设置有另一个电极的一个叉指。
更进一步地，一个电极上的多个叉指的长度相同或不相同。
更进一步地，所述两个电极的叉指之间或叉指与另一个电极之间的距离包括0.05-0.1毫米。
更进一步地，所述氧化硅层厚度为300nm，硅衬底层厚度为500um。
实施本实用新型的一种用于检测气体成分的传感器，具有以下有益效果：由于在传感器的电极上覆盖了两层先后形成的石墨烯，而且该两层石墨烯通过真空和高温方式组合为一层厚度较厚的石墨烯层，使得该传感器在检测气体时，气体中的特定成分将会被吸附在上述石墨烯层上，显著改善电极之间的导电特性；同时，吸附在石墨烯层上的气体成分(例如，NO2)由于石墨烯层的厚度较厚，也能够较为容易清除(即较易解吸附)，便于该传感器的再次测量。因此，其灵敏度较高、感应信号处理较为容易、检测结果较为准确。
附图说明
图1是本实用新型一种用于检测气体成分的传感器实施例中该传感器的侧面结构示意图；
图2是所述实施例中传感器的电极结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步说明。
如图1和图2所示，在本实用新型的一种用于检测气体成分的传感器实施例中，该传感器包括基底1和设置在所述基底1表面的、连续的石墨烯层2；所述基底1包括设置在半导体材料上的电极层13，所述电极层13包括至少两个相互隔离的电极(3、4)，电极的形状请参见图2；所述石墨烯层2覆盖在所述电极层13和由于所述电极的隔离而露出的基底1表面上。在本实施例中，上述电极层13并不是布满整个基底1的表面的，由于两个电极(3、4)之间是隔离的、不相连的，所以对于电极层13而言，其两个电极(3、4)之间必然后有一定的空间没有被电极覆盖，这些位置将会直接裸露出设置在电极层13下方的基体1的表面。而在本实施例中，上述石墨烯层2既覆盖在电极上，也覆盖在上述空出的位置上。换句话说，上述石墨烯层2是连续的。
在本实施例中，所述石墨烯层包括重叠在一起的第一石墨烯层(图中未示出)和第二石墨烯层(图中未示出)；所述第一石墨烯层通过化学气相沉淀法得到，所述第二石墨烯层是在所述第一石墨烯层上再次通过化学气相沉淀法得到并通过真空和高温处理使得所述第一石墨烯层和第二石墨烯层组合而得到所述石墨烯层。具体来讲，首先是制备得到上述第一石墨烯层，然后在上述第一石墨烯层的基础上制备第二石墨烯层(即以第一石墨烯层作为基体的一部分制备第二石墨烯层)，之后将得到的双层石墨烯薄膜放置在上述基底1上，对放置在一起的该基底1和石墨烯薄膜进行真空和高温处理，使得两层石墨烯薄膜组合为一层，同时，使得该第一石墨烯层(其在底部与上述基底1接触)附着在上述基底1上，形成上述石墨烯层2。因此，所述石墨烯层2也是通过上述的真空和高温处理步骤而吸附在所述基底表面的。在本实施例中，上述石墨烯层2由于是两层组合而得的，因此其厚度较厚，所述石墨烯层2的厚度在0.8-3nm之间。这样的厚度不仅使得气体中的指定成分(例如，NO2)较易吸附在上述石墨烯层2上，从而大幅度改变电极之间的导电特性，同时，也使得清除吸附在上述石墨烯层2上的指定成分(例如，NO2)变得较为容易，即较为容易进行解吸附。值得一提的是，二维材料包括石墨烯，单层和多层不仅仅在厚度上有差别，其某些物理特性差别也很大，从某种意义上讲，多层材料和单层材料甚至可以被理解为两种物质。因此，上述双层的石墨烯的特性与单层石墨烯有所不同，具有解吸附时间缩短等特性。
如图1所示，在本实施例中，所述基底1包括硅衬底层11、氧化硅层12和电极层13；所述氧化硅层12设置在所述硅衬底层11上，所述电极层13设置在所述氧化硅层12上。所述电极层13包括两个分别设置在所述氧化硅层12表面的铬电极，两个所述电极(3、4)分别设置在所述氧化硅层12表面上相对的两个侧边上，请参见图2。在图2中，两个所述电极(3、4)分别为具有多个叉指(31、41)的梳状电极，一个电极的相邻两个叉指(例如，两个叉指31)之间设置有另一个电极的一个叉指(例如，叉指41)。在本实施例中，一个电极上的多个叉指的长度相同或不相同；所述两个电极的叉指之间或叉指与另一个电极之间的距离包括0.05-0.1毫米。
此外，在本实施例中，所述氧化硅层12的厚度为300nm，硅衬底层11的厚度为500um。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种用于检测气体成分的传感器，其特征在于，包括基底和设置在所述基底表面的、连续的石墨烯层；所述基底包括设置在半导体材料上的电极层，所述电极层包括至少两个相互隔离的电极；所述石墨烯层覆盖在所述电极层和由于所述电极的隔离而露出的基底表面上。
2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述石墨烯层包括重叠在一起的第一石墨烯层和第二石墨烯层；所述第一石墨烯层通过化学气相沉淀法得到，所述第二石墨烯层是在所述第一石墨烯层上再次通过化学气相沉淀法得到并通过真空和高温处理使得所述第一石墨烯层和第二石墨烯层组合而得到所述石墨烯层。
3.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述石墨烯层通过所述真空和高温处理而吸附在所述基底表面。
4.根据权利要求3所述的传感器，其特征在于，所述石墨烯层的厚度包括0.8-3nm。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的传感器，其特征在于，所述基底包括硅衬底层、氧化硅层和电极层；所述氧化硅层设置在所述硅衬底层上，所述电极层设置在所述氧化硅层上。
6.根据权利要求5所述的传感器，其特征在于，所述电极层包括两个分别设置在所述氧化硅层表面的铬电极，两个所述电极分别设置在所述氧化硅层表面上相对的两个侧边上。
7.根据权利要求6所述的传感器，其特征在于，两个所述电极分别为具有多个叉指的梳状电极，一个电极的相邻两个叉指之间设置有另一个电极的一个叉指。
8.根据权利要求7所述的传感器，其特征在于，一个电极上的多个叉指的长度相同或不相同。
9.根据权利要求8所述的传感器，其特征在于，所述两个电极的叉指之间或叉指与另一个电极之间的距离包括0.05-0.1毫米。
10.根据权利要求9所述的传感器，其特征在于，所述氧化硅层厚度为300nm，硅衬底层厚度为500um。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721610599.6U CN207751920U (zh) | 2017-11-24 | 2017-11-24 | 一种用于检测气体成分的传感器 |
| PCT/CN2018/087650 WO2019100674A1 (zh) | 2017-11-24 | 2018-05-21 | 一种石墨烯材料及用于检测气体成分的传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201721610599.6U CN207751920U (zh) | 2017-11-24 | 2017-11-24 | 一种用于检测气体成分的传感器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN207751920U true CN207751920U (zh) | 2018-08-21 |
Family
ID=63147621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201721610599.6U Expired - Fee Related CN207751920U (zh) | 2017-11-24 | 2017-11-24 | 一种用于检测气体成分的传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN207751920U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108387617A (zh) * | 2017-02-03 | 2018-08-10 | 华邦电子股份有限公司 | 气体传感器及其制造方法 |
-
2017
- 2017-11-24 CN CN201721610599.6U patent/CN207751920U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108387617A (zh) * | 2017-02-03 | 2018-08-10 | 华邦电子股份有限公司 | 气体传感器及其制造方法 |
| CN108387617B (zh) * | 2017-02-03 | 2021-07-06 | 华邦电子股份有限公司 | 气体传感器及其制造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5425214B2 (ja) | 静電容量型湿度センサおよびその製造方法 | |
| US8981345B2 (en) | Graphene nanoribbon sensor | |
| CN104390720B (zh) | 一种基于氧化石墨烯的电容式温度传感器及其制备方法 | |
| CN106895924B (zh) | 一种柔性温度压力传感器 | |
| CN103487474B (zh) | 一种具有高灵敏度快速响应的mems电容式湿度传感器 | |
| JP2017523436A (ja) | 多物理量測定に用いられるセンサチップとその製造方法 | |
| CN102565149A (zh) | 一种具有温漂补偿的电容湿度传感器及其制作方法 | |
| JP2016167592A5 (ja) | 半導体装置、表示装置、表示モジュール及び電子機器 | |
| WO2016056887A1 (en) | Humidity sensor with nanoporous polyimide membranes and a method of fabrication thereof | |
| CN101109725A (zh) | 表面敏感电容式气体传感器及其制作方法 | |
| CN207751920U (zh) | 一种用于检测气体成分的传感器 | |
| CN104569079A (zh) | 一种石墨烯纳米墙电阻式湿度传感器及其制备方法 | |
| CN101825596A (zh) | 一种多端输出薄膜气敏传感器 | |
| CN106124576B (zh) | 集成的湿度传感器和多单元气体传感器及其制造方法 | |
| CN102565142A (zh) | 一种低温漂压阻湿度传感器及其制作方法 | |
| RU133312U1 (ru) | Газовый сенсор на основе гибридных наноматериалов | |
| CN106525921A (zh) | 一种电化学检测器及其制造方法和检测目标物质的方法 | |
| CN103822953B (zh) | 背栅式离子敏感场效应晶体管 | |
| CN109690301B (zh) | 容量型气体传感器 | |
| CN202433334U (zh) | 一种低温漂压阻湿度传感器 | |
| JP2016217756A (ja) | ガスセンサ用デバイス、ガスセンサデバイス及びその製造方法、情報処理システム | |
| TWM488634U (zh) | 生物檢測片 | |
| CN104391014A (zh) | 一种叉指三明治结构的电容式湿度传感器 | |
| KR20180033684A (ko) | 습도 센서 | |
| CN202433336U (zh) | 一种具有温漂补偿的电容湿度传感器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180821 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |