[实用新型]一种基于WO3纳米薄膜的可燃气体传感器

说明书

本实用新型公开了一种基于WO3纳米薄膜的可燃气体传感器，所述传感器为平板式结构，自下而上依次包括单晶硅片、二氧化硅纳米薄膜、氮化硅纳米薄膜、铂金电极薄膜和WO3纳米薄膜。所述铂金电极薄膜包括一块加热电极和一块信号电极，所述加热电极和信号电极对称分布于同一个平面上，所述铂金电极薄膜磁控溅射参数为：溅射功率为30～60W，溅射时间为15～30min，沉积温度为室温，氩气流量为30～40sccm。本实用新型的传感器以WO3纳米薄膜为敏感材料，所述WO3纳米薄膜由磁控溅射镀膜制得，对可燃气体如氢气和一氧化碳具有较高的灵敏度。

技术领域

本实用新型属于纳米材料和气体传感器技术领域，具体涉及一种基于WO3纳米薄膜的可燃气体传感器。

背景技术

当今科技的发展要求材料的超微化、智能化、元件的高集成、高密度存储和超快传输等特性，为纳米科技和纳米材料的应用提供了广阔的空间。

利用纳米技术制作的传感器，尺寸减小、精度提高、性能大大改善，纳米传感器是站在原子尺度上，从而极大地丰富了传感器的理论，推动了传感器的制作水平，拓宽了传感器的应用领域。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于WO3纳米薄膜的可微型化可燃气体传感器，可直接安装在便携式电子设备或气体检测仪器，并且对可燃气体具有较高的灵敏度。

为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种基于WO3纳米薄膜的可燃气体传感器，所述传感器为平板式结构，尺寸为1mmⅹ1mm ⅹ500μm，自下而上依次包括单晶硅片、二氧化硅纳米薄膜、氮化硅纳米薄膜、铂金电极薄膜和WO3纳米薄膜。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的二氧化硅纳米薄膜、氮化硅纳米薄膜、铂金电极薄膜和WO3纳米薄膜的厚度均为纳米级别。

上述的氮化硅纳米薄膜、铂金电极薄膜和WO3纳米薄膜均由磁控溅射法制备得到，所用溅射设备为JCP-200。

上述的二氧化硅纳米薄膜由高温氧化制得，用于隔热。

上述的氮化硅纳米薄膜的磁控溅射参数为：溅射功率为80～120W，溅射时间为1～3h，沉积温度为100～150℃，氩气流量为30～40sccm，用于绝缘。

上述的铂金电极薄膜包括一块加热电极和一块信号电极，两种电极左右对称分布且在同一个平面上，其磁控溅射参数为：溅射功率为30～60W，溅射时间为15～30min，沉积温度为室温，氩气流量为30～40sccm。

上述的铂金电极薄膜的电极图形模板为不锈钢电极掩模板，所述不锈钢电极掩模板厚度为0.1mm。

上述的WO3纳米薄膜的磁控溅射参数为：溅射功率为70～120W，溅射时间为15～30min，沉积温度为25～100℃，氩气流量为30～40sccm，氧气流量为1～5sccm。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型结构简单，薄膜厚度均为纳米级别，相比市面上的MEMS传感器可制成更小的体积，同时小体积具有较低的功耗，可直接安装在便携式电子设备或气体检测仪器；

本实用新型的纳米薄膜采用的是磁控溅射法制备，工艺稳定，可直接转化成工业生产；

本实用新型传感器所采用的气敏材料对可燃气体如氢气和一氧化碳等还原性气体有较高的灵敏度，对可燃气体的响应浓度可低至5ppm，响应恢复时间小于30s，优于一般的微型气体传感器。

附图说明

图1为本实用新型一种基于WO3纳米薄膜的可燃气体传感器的三维示意图；