[发明专利]一种基于三维纳米管的气体传感器、制造方法及其应用

权利要求书

1.一种基于三维纳米管的气体传感器的制造方法，其特征在于，所述方法包括：

将三维纳米管阵列贯穿阳极氧化铝薄膜并且允许气体从三维纳米管的两端流通，

阳极氧化铝薄膜第一表面的第一电极和其第二表面的第二电极之间设置有以三维纳米管为基底且沉积有气敏材料的传感区域，

至少一个第一电极与至少一个第二电极构成设置在所述传感区域两端的电极对，其中，

所述三维纳米管传感器阵列中的不同传感区域的气敏材料表面设置有不同的金属纳米颗粒修饰，从而一个传感区域具有至少两种气体灵敏度。

2.根据权利要求1所述的基于三维纳米管的气体传感器的制造方法，其特征在于，所述方法还包括：

将不同的金属纳米颗粒溶液沉积在三维纳米管管壁的不同区域，从而三维纳米传感器阵列对不同的气体形成差异性响应。

3.根据权利要求1或2所述的基于三维纳米管的气体传感器的制造方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于原子层沉积方法或超声喷雾热解方法向三维纳米管的管壁内沉积一定厚度的气敏传感材料，

气敏传感材料包括金属氧化物半导体材料，其中，

在气敏材料沉积完成后，三维纳米管的两端为贯通状态。

4.根据权利要求1～3任一项所述的基于三维纳米管的气体传感器的制造方法，其特征在于，所述方法还包括：

以打线结合的方式将阳极氧化铝薄膜第一表面的沿第一方向排列的且与传感区域对应的若干第一电极进行短接；

将阳极氧化铝薄膜第二表面的沿第二方向排列的且与传感区域对应的共用第二电极与陶瓷层第一表面上的第三电极连接。

5.根据权利要求1～4任一项所述的基于三维纳米管的气体传感器的制造方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述陶瓷层第一表面的若干第三电极以过孔的方式在陶瓷层底部的第二表面形成能够与芯片焊接的焊盘，

若干所述第三电极形成第三电极阵列。

6.根据权利要求1～5任一项所述的基于三维纳米管的气体传感器的制造方法，其特征在于，所述方法还包括：

在第一方向与第二方向互相垂直的情况下，

若干个以三维纳米管为基底的传感区域按照矩阵阵列的方式设置形成三维纳米传感器阵列。

7.根据权利要求1～6任一项所述的基于三维纳米管的气体传感器的制造方法，其特征在于，

所述沿第一方向排列的且排布在起始端或者末尾端的第一电极与所述陶瓷层第一表面上的至少一个空闲状态的第三电极连接，

所述空闲状态的第三电极与连接有共用第二电极的第三电极处于第一方向的相同的列/行。

8.一种基于三维纳米管的气体传感器，其特征在于，至少包括三维纳米管阵列、阳极氧化铝薄膜和电极，

所述三维纳米管阵列贯穿阳极氧化铝薄膜并且允许气体从三维纳米管的两端流通，

所述阳极氧化铝薄膜的第一表面的第一电极和其第二表面的第二电极之间设置有以三维纳米管为基底且沉积有气敏材料的传感区域，

至少一个第一电极与至少一个第二电极构成设置在所述传感区域两端的电极对，其中，

所述三维纳米管传感器阵列中的不同传感区域的气敏材料表面设置有不同的金属纳米颗粒修饰，从而一个传感区域具有至少两种气体灵敏度。

9.根据权利要求8所述的基于三维纳米管的气体传感器，其特征在于，

所述三维纳米管气体传感器阵列包括气体敏感度差异化的若干传感区域，其中，

不同的金属纳米颗粒溶液沉积在三维纳米管管壁的不同区域，从而三维纳米传感器阵列对不同的气体形成差异性响应。

10.一种基于三维纳米管的气体传感器的应用，其特征在于，如权利要求8或9所述的基于三维纳米管的气体传感器用于同时检测至少两种气体。