【技术实现步骤摘要】
ZnO纳米晶增强Si纳米柱阵列敏感材料及其制备方法和传感器
本专利技术属于半导体传感
,具体涉及一种ZnO纳米晶增强Si纳米柱阵列敏感材料及其制备方法和由该敏感材料制备得到的传感器。
技术介绍
传感器在智能家居、安全生产、环境保护、国防等领域已得到广泛应用,尤其以Si基传感器应用最为广泛。Si因制备工艺成熟、成本低廉、尺寸大等优点而受到关注,然而,现有的硅基传感器通常以Si衬底经过刻蚀得到的Si纳米阵列为敏感材料,并通过进一步增加Au电极和引线制成,其中的Si纳米阵列对探测灵敏度有显著影响,导致含有该Si纳米阵列的传感器最小探测极限处于100ppm级别,远亚于其它半导体传感器5-10ppm的水平,此外其响应时间较长,一般为30-50s。ZnO是一种具有六角纤锌矿结构的宽禁带金属氧化物,其原料低廉易得,制备工艺简单,具有优异的光电性能和优良的压电性、气敏性、压敏性及湿敏性,是除Si以外另一种常被用来制作传感器的半导体材料。ZnO基传感器具有响应速度快、集成化程度高、功率低、灵敏度高、选择性好等优点,且研究历史较长,开发技术相对成熟。现有的Au/ZnO纳米柱阵列传感器最小探测极限为10ppm,明显优于Si纳米阵列传感器,然而,该类传感器的均一性和纳米柱阵列的分布均匀性需要进一步提高,且ZnO晶体质量差,X射线摇摆曲线半高宽一般大于200arcsec,存在较大的提升空间。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题,本专利技术的目的是提供一种ZnO纳米晶增强Si纳米柱阵列敏感材料及其制备方法和由该敏感材料制备得到的传感器。为了实现上述目的,本专利技术采用以下技术方案 ...
【技术保护点】
1.一种ZnO纳米晶增强Si纳米柱阵列敏感材料,其特征在于,包括Si衬底、Si纳米柱阵列、ZnO纳米晶及电极材料,所述Si衬底上设置有Si纳米柱阵列,所述Si纳米柱阵列表面分布有ZnO纳米晶,所述Si纳米柱阵列的顶部还设置有电极材料。
【技术特征摘要】
1.一种ZnO纳米晶增强Si纳米柱阵列敏感材料,其特征在于,包括Si衬底、Si纳米柱阵列、ZnO纳米晶及电极材料,所述Si衬底上设置有Si纳米柱阵列,所述Si纳米柱阵列表面分布有ZnO纳米晶,所述Si纳米柱阵列的顶部还设置有电极材料。2.根据权利要求1所述的敏感材料,其特征在于,所述Si衬底为n型或者p型Si单晶片,其X射线摇摆曲线半高宽小于50arcsec,电阻小于5Ω。3.根据权利要求1所述的敏感材料,其特征在于,所述ZnO纳米晶的粒径为2-10nm。4.根据权利要求1所述的敏感材料,其特征在于,所述Si纳米柱的直径为50-990nm,彼此间距为30-1500nm,其截面形状呈中心对称。5.根据权利要求1所述的敏感材料,其特征在于,所述电极材料包括Pt、Au、Ni中的至少一种。6.根据权利要求5所述的敏感材料,其特征在于,所述电极为Au/Ni合金或Pt/Au/Ni合金。7.一种制备权利要求1-6中任...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨为家,何鑫,刘铭全,徐维,王诺媛,刘艳怡,蒋庭辉,江嘉怡,刘均炎,陈振杰,
申请(专利权)人:五邑大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
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