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      具有溫度補(bǔ)償功能的金納米孔薄膜三電極電離式傳感器陣列的制作方法

      文檔序號(hào):12466462閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

      技術(shù)特征:

      1.具有溫度補(bǔ)償功能的金納米孔薄膜三電極電離式傳感器陣列,其特征在于:陣列中包括多個(gè)不同極間距的金納米孔薄膜三電極電離式傳感器;其中,一個(gè)金納米孔薄膜三電極電離式傳感器檢測(cè)溫度,其余多個(gè)傳感器檢測(cè)混合氣體濃度;檢測(cè)混合氣體濃度的氣體傳感器的收集電流值隨著氣體濃度的增加而減小,檢測(cè)溫度的溫度傳感器的收集電流值隨著溫度的增加而增加;

      所述金納米孔薄膜三電極電離式傳感器,包括三個(gè)自下而上依次分布的第一電極、第二電極和第三電極;所述第一電極由內(nèi)表面附著有分布著金納米孔的金屬膜基底以及設(shè)有小透氣孔的陰極構(gòu)成;所述第二電極由中心設(shè)有小引出孔的引出極構(gòu)成;所述第三電極由板面設(shè)有深槽的收集極構(gòu)成;該三個(gè)電極分別通過(guò)絕緣支柱相互隔離;

      所述第一電極內(nèi)表面金屬膜基底上采用蒸發(fā)沉積法制備金納米孔薄膜材料;

      所述小透氣孔的孔徑為0.6~3.5mm,小引出孔的孔徑為1.1~5.5mm,深槽的邊長(zhǎng)為1.1×1.1~6.5×8mm,深為200μm;

      三電極之間的極間距按照小透氣孔、小引出孔的孔徑和深槽的邊長(zhǎng)、深度設(shè)定。

      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有溫度補(bǔ)償功能的金納米孔薄膜三電極電離式傳感器陣列,其特征在于:所述傳感器陣列按照多個(gè)金納米孔薄膜三電極電離式傳感器并列分布,所有傳感器的第一電極制作在同一極板上,相鄰傳感器第二電極極板之間、第三電極極板之間按照設(shè)定間隔分布。

      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有溫度補(bǔ)償功能的金納米孔薄膜三電極電離式傳感器陣列,其特征在于:所述傳感器陣列相鄰傳感器第二電極極板之間、第三電極極板之間間隔均為3~8mm。

      4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有溫度補(bǔ)償功能的金納米孔薄膜三電極電離式傳感器陣列,其特征在于:所述小透氣孔的孔徑為0.6~3.5mm時(shí),第一電極與第二電極之間極間距與小透氣孔的孔徑之比為3/175~1/4。

      5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有溫度補(bǔ)償功能的金納米孔薄膜三電極電離式傳感器陣列,其特征在于:所述小引出孔的孔徑為1.1~5.5mm時(shí),第一電極與第二電極之間極間距與小引出孔的孔徑之比為3/275~15/110,第二電極與第三電極之間極間距與小引出孔的孔徑之比為3/275~15/110。

      6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有溫度補(bǔ)償功能的金納米孔薄膜三電極電離式傳感器陣列,其特征在于:所述深槽的邊長(zhǎng)為1.1×1.1~6.5×8mm、深200μm時(shí),第二電極與第三電極之間極間距與深槽的槽深之比為3/10~3/4。

      7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有溫度補(bǔ)償功能的金納米孔薄膜三電極電離式傳感器陣列,其特征在于:所述第一電極的電極表面的小透氣孔設(shè)有1~18個(gè);所述第二電極引出極的小引出孔1~18個(gè);所述第三電極收集極的深槽設(shè)有1個(gè)。

      8.一種權(quán)利要求1所述的金納米孔薄膜材料制備到金屬膜基底的方法,其特征在于,包括下述步驟:

      1)鍍膜前預(yù)處理:選用刻蝕有透氣孔的硅片作為基體并進(jìn)行鍍膜前預(yù)處理;

      2)濺射:在真空條件下分別在三個(gè)基片上依次濺射鈦膜、鎳膜和金膜,三層薄膜厚度分別為50nm、400nm和125nm;

      3)退火:將濺射有鈦鎳金薄膜的硅基底快速退火30~80s,退火溫度為400~500℃;

      4)金納米孔材料制備:在真空度為3×10-3Pa,在濺射有Ti/Ni/Au膜硅基底上,采用蒸發(fā)沉積法生長(zhǎng)金納米孔薄膜材料,金納米孔的平均尺寸為350nm,高度為1.8mm;

      5)進(jìn)行微觀形貌檢測(cè),自此完成金屬膜基底金納米孔薄膜材料的生長(zhǎng)過(guò)程。

      9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法,其特征在于,步驟2)中,濺射條件為:真空度為2.5×10-3Pa,濺射溫度為30~40℃,依次濺射鈦膜、鎳膜和金膜濺射時(shí)間分別為7min、50min和13min。

      10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法,其特征在于,步驟4)中,蒸發(fā)沉積法生長(zhǎng)金納米孔薄膜材料沉積率為1.5nm/s,沉積時(shí)間為20min。

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