专利名称：一种基于新型SnO₂纳米材料的气体传感器及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种气体传感器及其制备方法，特别地，涉及一种基于表面带瘤节点 SnO2纳米棒单晶薄膜材料的气体传感器及其制备方法。
背景技术：
气体传感器通常用来检测气体中的特定成分，用来对有毒、有害气体进行检测，对易燃易爆气体进行安全警报，对要了解的气体进行检测、分析和研究等。目前工业化生产使用的气体传感器主要有两种类型，一种是基于电化学原理的气体传感器；另一种是以半导体氧化物材料作为传感导电体的气体传感器。一般说来作为传感导电体的材料微粒粒度越小，则表面积越大，传感器与众位气体接触而发生的相互作用也越大，敏感度也越高。由于纳米材料具有巨大的表面积，其表面能吸附大量的气体分子。因此，使用纳米材料制备的传感器具有很高的灵敏度。目前国际上已有采用SnO2纳米结构材料作为传感导电体的报道，如 High ethanol sensitive SnO2 microspheres. Sens. Actuators B (2006) 113, 937-943. Linear ethanol sensing of SnO2 nanorodswith extremely high sensitivity. Appl.Phys. Lett. 2006,88,083105.Linearethanol sensing of SnO2 nanorods with extremely high sensitivity. Appl. Phys. Lett. Q006) 88，083105.。但上述这些传感器在实际应用中具有灵敏度相对较低、合成材料成本较高等缺点。

发明内容
本发明的目的在于提出一种基于SnA纳米棒单晶薄膜材料的气体传感器，所述 SnO2纳米棒单晶薄膜材料由大量纳米杆组成，表面带瘤节点，具有极大的表面比，具有很高的灵敏度。为实现上述目的，本发明提供一种基于新型SnA纳米棒单晶材料的气体传感器， 包括基底，叉指型金属电极层，传感导电体，所述叉指型金属电极层设置在所述基底上，所述传感导电体为表面带瘤节点SnA纳米棒单晶薄膜材料，其被设置在所属叉指型金属电极层上。其中，所述基底为绝缘基底。其中，所述叉指型金属电极层是在所述基底上由微电子工艺制成的钼金电极，为叉指型。其中，所述表面带瘤节点SnO2纳米棒单晶材料的长度为几十微米，直径大概为 100-600nm,其覆在所述叉指型金属电极层上。本发明的优点1.本发明的制备方法是无需借助微纳米观测和操作仪器，所采用的传感导电体是可以大规模生产的大规模生产的表面带瘤节点SnA纳米棒单晶材料，制备工艺简单易行， 重复性好，原料容易得到，制备成本低廉，非常适于用来制备大量的SnA气体传感器；2.本发明中所采用的传感导电体，表面带瘤节点SnA纳米棒单晶薄膜材料是一种具有独特形貌特征的SnO2M料，它在微观结构上是由大量的纳米杆组成，具有巨大的表面比，因此该传感器具有很高的灵敏度，有望在工业安全等领域获得重要应用。


图1是本发明的基于SnA纳米棒单晶薄膜材料的气体传感器结构简图；图2是本发明的基于SnA纳米棒单晶薄膜材料的气体传感器示意图；图3是本发明的基于SnA纳米棒单晶薄膜材料的气体传感器在酒精气体中的测试结果曲线；图4是本发明的基于SnA纳米棒单晶薄膜材料的气体传感器在一氧化碳气体中的测试结果曲线；图5是本发明的基于SnA纳米棒单晶薄膜材料的气体传感器在甲烷气体中的测试结果曲线。
具体实施例方式现结合图1-5和实施例进一步说明本发明的技术方案。如图1所示，为本发明的基于SnO2纳米棒单晶薄膜材料的气体传感器结构简图。其中，所述气体传感器包括基底1， 叉指型金属电极层2，传感导电体3，所述叉指型金属电极层2设置在所述基底1上，所述传感导电体3为表面带瘤节点SnO2纳米棒单晶薄膜材料，其被设置在所属叉指型金属电极层 2上。所述基底1为绝缘基底。所述叉指型金属电极层2是在所述基底1上由微电子工艺制成的钼金电极，为叉指型。所述表面带瘤节点SnO2纳米棒单晶材料的长度为几十微米，直径大概为100-600nm，其覆在所述叉指型金属电极层2上。图2则为本发明的基于Sr^2纳米棒单晶薄膜材料的气体传感器示意图。图3-5则为本发明的基于SnA纳米棒单晶薄膜材料的气体传感器分别在酒精、一氧化碳和甲烷气体中的测试结果曲线。下面将详细介绍一下所述的基于SnA纳米棒单晶薄膜材料的气体传感器在酒精、一氧化碳和甲烷气体中的制备及测试方法。为使行文简洁， 下列的每个实施例仅罗列关键的技术参数。实施例1 第一步中，在单晶硅片基底表面制备叉指型电极；第二步中，清洗基底，并晾干； 第三步中，取少量合成的表面带瘤节点SnA纳米棒单晶薄膜材料放入去离子丙二醇溶液中超声五分钟，使其离散；第四步中，将该样品先放入125°C烘箱内60分钟，后在通风处晾制 48小时；第五步中，联入电路，使该气敏元件先在空气中工作M小时。第六步中，放入浓度为IOOppmCH3CH2OH气氛中进行测试。实施例2 第一步中，在单晶硅片基底表面制备叉指型电极；第二步中，清洗基底，并晾干； 第三步中，取少量合成的表面带瘤节点SnA纳米棒单晶材料放入去离子丙二醇溶液中超声五分钟，使其离散；第四步中，将该样品先放入100°C烘箱内60分钟，后在通风处晾制48小时；第五步中，联入电路，使该气敏元件先在空气中工作M小时。第六步中，放入CO气氛中进行测试。实施例3
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第一步中，在单晶硅片基底表面制备叉指型电极；第二步中，清洗基底，并晾干； 第三步中，取少量合成的表面带瘤节点SnA纳米棒单晶材料放入去离子丙二醇溶液中超声五分钟，使其离散；第四步中，将该样品先放入110°C烘箱内60分钟，后在通风处晾制48小时；第五步中，联入电路，使该气敏元件先在空气中工作M小时。第六步中，放入CH4气氛中进行测试。因此，本发明的优点在于1.本发明的制备方法是无需借助微纳米观测和操作仪器，所采用的传感导电体是可以大规模生产的大规模生产的表面带瘤节点SnA纳米棒单晶材料，制备工艺简单易行， 重复性好，原料容易得到，制备成本低廉，非常适于用来制备大量的SnO2气体传感器；2.本发明中所采用的传感导电体，表面带瘤节点Sr^2纳米棒单晶薄膜材料是一种具有独特形貌特征的SnO2M料，它在微观结构上是由大量的纳米杆组成，具有巨大的表面比，因此该传感器具有很高的灵敏度，有望在工业安全等领域获得重要应用。以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但本发明并不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。对于本领域技术人员而言，任何对该表面带瘤节点SnA纳米棒单晶薄膜材料及其制备方法进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作出的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
权利要求
1.一种基于新型SnO2纳米棒单晶材料的气体传感器，包括基底(1)，叉指型金属电极层O)，传感导电体(3)，其特征在于，所述叉指型金属电极层(2)设置在所述基底⑴上， 所述传感导电体C3)为表面带瘤节点SnO2纳米棒单晶薄膜材料，其被设置在所属叉指型金属电极层⑵上。
2.根据权利要求1所述的基于新型SnO2纳米棒单晶材料的气体传感器，其特征在于， 所述基底(1)为绝缘基底。
3.根据权利要求1所述的基于新型SnO2纳米棒单晶材料的气体传感器，其特征在于， 所述叉指型金属电极层⑵是在所述基底⑴上由微电子工艺制成的钼金电极，为叉指型。
4.根据权利要求1所述的基于新型SnO2纳米棒单晶材料的气体传感器，其特征在于， 所述表面带瘤节点SnO2纳米棒单晶材料的长度为几十微米，直径大概为100-600nm，其覆在所述叉指型金属电极层( 上。
全文摘要
本发明涉及一种基于新型SnO2纳米棒单晶材料的气体传感器，其包括基底，叉指型金属电极层，传感导电体，所述叉指型金属电极层设置在所述基底上，所述传感导电体为表面带瘤节点SnO2纳米棒单晶薄膜材料，其被设置在所属叉指型金属电极层上。本发明中的基于新型SnO2纳米棒单晶材料的气体传感器所采用的传感导电体是可以大规模生产的表面带瘤节点SnO2纳米棒单晶材料，其制备工艺简单易行，重复性好，原料容易得到，制备成本低廉，且在微观结构上是由大量的纳米杆组成，具有巨大的表面比，因此所述气体传感器具有很高的灵敏度，有望在工业安全等领域获得重要应用。
文档编号G01N27/00GK102235988SQ20101017255
公开日2011年11月9日 申请日期2010年5月7日 优先权日2010年5月7日
发明者黄雨健 申请人:上海市格致中学