一種石墨烯納米墻電阻式濕度傳感器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種石墨烯納米墻電阻式濕度傳感器，包括基底和濕度敏感層，所述濕度敏感層為石墨烯納米墻并附著于基底之上，本實用新型專利技術提供的石墨烯納米墻電阻式濕度傳感器克服了現有常規濕度傳感器的不足，具有功耗低、靈敏度高、測量精度高、穩定性高等優點。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種濕度傳感器，特別涉及到一種石墨烯納米墻電阻式濕度傳感器。
技術介紹
環境中的水蒸氣吸附于感濕材料后，感濕材料電阻會有很大的變化，從而將濕度變化轉變為電信號，依據此原理制成濕度傳感器。通過濕度傳感器對環境進行濕度測量，廣泛應用于工農業生產、環境監測、氣象、國防工業、科研等部門。現在市場上的濕度傳感器類型為電阻式濕度傳感器和電容式濕度傳感器兩種類型，主要產品有氯化鋰電阻式濕度傳感器、氧化鋁濕度傳感器、陶瓷濕度傳感器等，但是其存在功耗大、靈敏度低、測量精度低、穩定性差等缺點。因此有必要研制一種新型的濕度傳感器，解決現有濕度傳感器普遍存在的功耗大、靈敏度低、測量精度低、穩定性差等問題。
技術實現思路
有鑒于此，本技術的目的是提供一種石墨烯納米墻電阻式濕度傳感器，克服現有濕度傳感器普遍存在的功耗大、靈敏度低、測量精度低、穩定性差等問題。本技術的石墨烯納米墻電阻式濕度傳感器包括基底和濕度敏感層，所述濕度敏感層為石墨烯納米墻并附著于基底之上。進一步地，所述石墨烯納米墻通過化學氣相沉積于基底上面。進一步地，所述石墨烯納米墻電阻式濕度傳感器還包括平行電極對，所述平行電極對設置于石墨烯納米墻上表面。進一步地，所述平行電極對為銀電極、鎵銦電極或鋁電極。一種石墨烯納米墻電阻式濕度傳感器的制備方法，其特征在于:具體包括以下步驟:I)將生長石墨烯納米墻薄膜的基底置于丙酮、乙醇和去離子水中分別超聲清洗10-20min，并氮氣吹干備用；2)將干燥后的基底放置于CVD系統真空腔體中進行石墨烯納米墻生長，獲得石墨烯納米墻，石墨烯納米墻的生長條件為生長氣壓低于標準大氣壓，生長溫度為650-750°C，真空腔體中通入氫氣和甲烷的混合氣，生長時間控制為20-30min，最終制備出少數層石墨稀納米墻。進一步地，完成步驟2)之后，然后在石墨烯納米墻上面制作一對平行電極。進一步地，制作平行電極對方法為熱蒸鍍、直流磁共濺射、絲網印刷或光刻。進一步地，所述步驟I)中基底為銅箔、硅或石英片，并置于丙酮、乙醇和去離子水中分別超聲清洗15min。進一步地，所述步驟2)中石墨烯納米墻的生長條件為生長氣壓低于標準大氣壓，生長溫度為700°C，真空腔體中通入氫氣和甲烷混合比例為2:3的混合氣，生長時間為25min0與現有技術相比，本技術的石墨烯納米墻電阻式濕度傳感器的有益效果在于:克服了現有常規濕度傳感器的不足，具有功耗低、靈敏度高、測量精度高、穩定性高等優點。【附圖說明】下面結合附圖和實施例對本技術作進一步描述:圖1為石墨烯納米墻電阻式濕度傳感器結構示意圖；圖2是本技術的石墨烯納米墻電阻式濕度傳感器典型應用示意圖；圖3為將石墨烯納米墻薄膜的SEM圖；圖4為石墨稀納米墻的拉曼圖；圖5為石墨烯納米墻薄膜濕度傳感器在不同濕度下電阻響應的變化曲線；圖中各個標記所對應的名稱分別為:基底1、濕度敏感層、平行電極對3。【具體實施方式】圖1為石墨烯納米墻電阻式濕度傳感器結構示意圖，圖2是本技術的石墨烯納米墻電阻式濕度傳感器典型應用示意圖，圖3為將石墨烯納米墻薄膜的SEM圖，圖4為石墨烯納米墻的拉曼圖，圖5為石墨烯納米墻薄膜濕度傳感器在不同濕度下電阻響應的變化曲線；如圖所示:本實施例的石墨烯納米墻電阻式濕度傳感器包括基底I和濕度敏感層2，所述濕度敏感層2為石墨烯納米墻并附著于基底I之上。本技術的原理為:由于采用石墨烯納米墻作為濕度傳感器的濕度敏感層2，而濕度傳感器的靈敏度與感濕材料的比表面積具有直接關系，比表面積越大，器件的靈敏度會越高，石墨烯納米墻是三維結構，比表面積大，對環境中水蒸氣吸附效果明顯，而且其結構穩定，同時石墨烯納米墻作為一種多層的石墨烯具有導電性能好、電學性能穩定等特點，因此石墨烯墻制備的濕度傳感器具有功耗低、靈敏度高、測量精度高、穩定性高等優點。本實施例中，所述石墨烯納米墻通過化學氣相沉積于基底I上面，具有制作工藝簡單等優點。本實施例中，所述石墨烯納米墻電阻式濕度傳感器還包括平行電極對3，所述平行電極對3設置于石墨烯納米墻上表面，方便采集到的濕度信號輸出。本實施例中，所述平行電極對3為銀電極、鎵銦電極或鋁電極，具有結構簡單、制作方便等優點。一種石墨烯納米墻電阻式濕度傳感器的制備方法，具體包括以下步驟:I)將生長石墨烯納米墻薄膜的基底I置于丙酮、乙醇和去離子水中分別超聲清洗10-20min，并氮氣吹干備用；2)將干燥后的基底I放置于CVD系統真空腔體中進行石墨烯納米墻生長，獲得石墨烯納米墻，石墨烯納米墻的生長條件為生長氣壓低于標準大氣壓，生長溫度為650-750 0C，真空腔體中通入氫氣和甲烷的混合氣，生長時間控制為20-30min，最終制備出少數層石墨烯納米墻。 本實施例中，完成步驟2)之后，然后在石墨烯納米墻上面制作一對平行電極，方便采集到的濕度信號輸出。本實施例中，制作平行電極對方法為熱蒸鍍、直流磁共濺射、絲網印刷或光刻，具有易于制作、工藝簡單等特點。本實施例中，所述步驟I)中基底I為銅箔、硅或石英片，并置于丙酮、乙醇和去離子水中分別超聲清洗15min。本實施例中，所述步驟2)中石墨烯納米墻的生長條件為生長氣壓低于標準大氣壓，生長溫度為700°C，真空腔體中通入氫氣和甲烷混合比例為2:3的混合氣，生長時間為25min0最后說明的是，以上實施例僅用以說明本技術的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本技術進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本技術的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本技術的權利要求范圍當中。【主權項】1.一種石墨烯納米墻電阻式濕度傳感器，其特征在于:包括基底(I)和濕度敏感層(2 )，所述濕度敏感層(2 )為石墨烯納米墻并附著于基底(I)之上。2.根據權利要求1所述的石墨烯納米墻電阻式濕度傳感器，其特征在于:所述石墨烯納米墻通過化學氣相沉積于基底(I)上面。3.根據權利要求1所述的石墨烯納米墻電阻式濕度傳感器，其特征在于:還包括平行電極對(3 )，所述平行電極對(3 )設置于石墨烯納米墻上表面。4.根據權利要求3所述的石墨烯納米墻電阻式濕度傳感器，其特征在于:所述平行電極對(3)為銀電極、鎵銦電極或鋁電極。【專利摘要】本技術公開了一種石墨烯納米墻電阻式濕度傳感器，包括基底和濕度敏感層，所述濕度敏感層為石墨烯納米墻并附著于基底之上，本技術提供的石墨烯納米墻電阻式濕度傳感器克服了現有常規濕度傳感器的不足，具有功耗低、靈敏度高、測量精度高、穩定性高等優點。【IPC分類】B82Y30-00, B82Y40-00, G01N27-12【公開號】CN204359739【申請號】CN201520061246【專利技術人】魏大鵬, 楊俊 , 焦天鵬, 史浩飛, 杜春雷 【申請人】重慶墨希科技有限公司, 中國科學院重慶綠色智能技術研究院【公開日】2015年5月27日【申請日】2015年1月29日本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種石墨烯納米墻電阻式濕度傳感器，其特征在于：包括基底（1）和濕度敏感層（2），所述濕度敏感層（2）為石墨烯納米墻并附著于基底（1）之上。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：魏大鵬，楊俊，焦天鵬，史浩飛，杜春雷，
申請(專利權)人：重慶墨希科技有限公司，中國科學院重慶綠色智能技術研究院，
類型：新型
國別省市：重慶;85