一种基于“拱形”结构的电容式湿度传感器及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及湿度传感器技术领域，尤其涉及一种基于“拱形”结构的电容式湿度传感器及其制备方法和应用。所述湿度传感器包括：顶部电极、底部电极，其均为“拱形”结构；介质层，所述顶部电极、底部电极上均设置有阵列式纳米锥结构的介质层，且锥尖背向其所在电极的表面；导线，所述顶部电极、底部电极上均设置导线；所述顶部电极、底部电极组装后形成环形结构，且两个电极上的介质层均位于环形结构的内侧。相比于一些现有技术，本发明专利技术提出了一种灵敏度高、响应/恢复时间短、可重复性好的高性能电容式湿度传感器及其低成本、工艺简单、形貌可控且可大规模生产的制备方法。

A capacitive humidity sensor based on arch structure and its preparation and Application

The invention relates to the technical field of humidity sensor, in particular to a capacitive humidity sensor based on the arch structure and a preparation method and application thereof. The humidity sensor comprises: a top electrode and a bottom electrode, all of which are of \arched\ structure; a medium layer, wherein the top electrode and the bottom electrode are provided with a medium layer of array type nano cone structure, and the cone tip is back to the surface of the electrode; a wire, which is arranged on the top electrode and the bottom electrode; the top electrode and the bottom electrode are assembled to form a ring And the dielectric layers on the two electrodes are located at the inner side of the annular structure. Compared with some prior art, the invention provides a high-performance capacitive humidity sensor with high sensitivity, short response / recovery time and good repeatability, and a preparation method with low cost, simple process, controllable morphology and mass production.

【技术实现步骤摘要】
一种基于“拱形”结构的电容式湿度传感器及其制备方法和应用
本专利技术涉及湿度传感器
，尤其涉及一种基于“拱形”结构的电容式湿度传感器及其制备方法和应用。
技术介绍
本专利技术
技术介绍
中公开的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。湿度传感器广泛应用于工业、气象监测、医学和农业等多个领域。根据湿度对传感器电学性能的影响，湿度传感器大致分为电阻式和电容式两大类。虽然电阻式湿度传感器具有成本低、结构简单的优势，但其对湿度的对数响应，需要复杂的电子电路进行解读。相比之下，电容式湿度传感器具有灵敏度高、线形响应、功耗低、温度系数低、快速响应等优点，并且易于与集成电路集成，因此受到了更为广泛的关注。电容式湿度传感器依赖于介质材料相对介电常数的变化，因此可以适用于检测除空气以外的任何吸附物，尤其是检测相对介电常数(～80)高的湿度。此外，湿度传感器的介质材料对传感性能(灵敏度、选择性、响应时间、稳定性和温度系数)起着决定性的作用，因此，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于“拱形”结构的电容式湿度传感器，其特征在于，包括：/n顶部电极、底部电极，其均为“拱形”结构；/n介质层，所述顶部电极、底部电极上均设置有阵列式纳米锥结构的介质层，且锥尖背向其所在电极的表面；/n导线，所述顶部电极、底部电极上均设置导线；/n所述顶部电极、底部电极组装后形成环形结构，且两个电极上的介质层均位于环形结构的内侧。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于“拱形”结构的电容式湿度传感器，其特征在于，包括：
顶部电极、底部电极，其均为“拱形”结构；
介质层，所述顶部电极、底部电极上均设置有阵列式纳米锥结构的介质层，且锥尖背向其所在电极的表面；
导线，所述顶部电极、底部电极上均设置导线；
所述顶部电极、底部电极组装后形成环形结构，且两个电极上的介质层均位于环形结构的内侧。


2.如权利要求1所述的基于“拱形”结构的电容式湿度传感器，其特征在于，所述顶部电极、底部电极均由柔性衬底(如PI，PTFE，PET)和附着在该衬底上的导电材料(如Al，Ag，Ti，ITO)组成。


3.如权利要求1所述的基于“拱形”结构的电容式湿度传感器，其特征在于，所述介质层的材质为聚偏氟乙烯-三氟乙烯。


4.如权利要求1-3任一项所述的基于“拱形”结构的电容式湿度传感器，其特征在于，所述纳米锥结构的锥底直径为125nm-450nm，锥尖直径为40nm-100nm，高度为250nm-1500nm，锥尖之间的中心间距为125nm-450nm。


5.一种基于“拱形”结构的电容式湿度传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
利用磁控溅射在柔性衬底上沉积导电材料，得到柔性导电薄膜；然后将该薄膜弯曲固定后进行退火，得到“拱形”结构的电极，备用；
利用锥形纳米孔模板制备纳米锥结构的介质层，备用；
将所述纳米锥结构的介质层组装到所述“拱形”结构的电极的一个表面上，得到“拱形”结构的电极/介质层，将两组该电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：李阳，牛闳森，孙英明，高嵩，岳文静，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东;37