[发明专利]基于三维网络结构敏感薄膜的柔性气体传感器及制备方法

权利要求书

1.一种基于三维网络结构敏感薄膜的柔性气体传感器，该传感器包括：根据制备顺序依次层叠的柔性衬底，叉指电极层，三维网络结构敏感薄膜层；其特征在于，所述的柔性衬底厚度为100～200um，透光率≥70～80％，衬底采用聚对苯二甲酸类塑料(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)以及聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)之中的任一种材料。

2.如权利要求1所述的柔性气体传感器，其特征在于，所述叉指电极层采用铬(Cr)/金(Au)，厚度为：10～30nm/50～100nm；或者钛(Ti)/金(Au)，厚度为10～30nm/50～100nm。

3.如权利要求1所述的柔性气体传感器，其特征在于，所述的三维网络结构敏感薄膜层采用具有纳米结构的线、纤维、棒、片的半导体材料。(金属氧化物、碳纳米管、聚合物等)。

4.如权利要求3所述的柔性气体传感器，其特征在于，所述的三维网络结构敏感薄膜层的半导体材料采用金属氧化物、碳纳米管或聚合物之一种。

5.一种制备如权利要求1所述基于三维网络结构敏感薄膜的柔性气体传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对柔性衬底层1光刻曝光显影出叉指电极图形；正面旋涂光刻胶，3000～5000rpm，30～60s；前烘100～120℃，1～3min；曝光3～5s；显影；后烘100～120℃，10～15min，备用；曝光部分即为叉指电极；

2)采用电子束蒸镀法在氧化硅绝缘层上依次蒸镀铬(Cr)/金(Au)或钛(Ti)/金(Au)电极，镀铬(Cr)/金(Au)或钛(Ti)/金的厚度分别为10～30nm、50～100nm；

3)将上述得到的样片放入丙酮溶液中，超声剥离去除光刻胶；用酒精、去离子水依次清洗，氮气吹干得到柔性叉指电极层2；

4)将具有所述纳米结构的半导体敏感材料均匀分散于去离子水或有机溶剂中，浓度为1-8mg/mL；

5)在柔性叉指电极器件上采用喷涂工艺制备所述半导体纳米材料的三维结构敏感薄膜3，其中喷涂高度为5-15cm，喷涂速度为5-20uL/s，制得具有三维网络结构敏感薄膜的柔性气体传感器元件。