[发明专利]一种单个粒子敏感气体传感器及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种单个粒子敏感气体传感器的制备方法，包括以下步骤：

提供传感器衬底；

采用单粒子捕获法在所述传感器衬底的表面沉积单粒子，形成单个粒子敏感层，得到单个粒子敏感气体传感器前驱体；

将所述单个粒子敏感气体传感器前驱体进行退火处理，得到单个粒子敏感气体传感器;

所述传感器衬底的制备方法，包括以下步骤：

在传感器基底上依次沉积聚合物纤维牺牲层和电极材料层后，去除聚合物纤维牺牲层，得到传感器衬底;

所述电极材料层包括打底金属层和导电金属层；

所述导电金属层的材料为金和/或铂；所述打底金属层的材料为钽；

所述导电金属层的厚度为50~250nm；所述打底金属层的厚度为5~25nm;

所述电极材料层包括两金属块区；所述两金属块区在水平方向上排列；所述两金属块区的间距为10~500nm；

所述单粒子捕获法在离子静电捕获装置中进行，所述粒子静电捕获装置包括直流电源和表头；所述直流电源的两极分别连接传感器衬底电极的两个金属块区；

所述单粒子捕获法的过程为：将传感器衬底置于单粒子分散液中，施加电压，在传感器衬底上进行单粒子捕获，当表头有电流流过时，粒子捕获过程结束；

所述单粒子分散液的单粒子为金属氧化物或金属硫化物；

所述单粒子分散液的浓度为0.0001~1g/mL；

所述电压为10~1000V。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物纤维牺牲层的聚合物为聚乙烯吡咯烷酮和/或聚乙烯醇。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述退火的温度≥300℃，所述退火的时间≥1h。

4.权利要求1~3任一项所述的制备方法制备得到的单个粒子敏感气体传感器。

5.权利要求4所述的单个粒子敏感气体传感器在检测无机气体或有机气体中的应用。