一种微型近红外探测器的制作方法及微型近红外探测器技术

本发明专利技术属于红外探测器的技术领域，具体涉及一种微型近红外探测器的制作方法，包括：准备以薄膜体声波压电谐振器为基础的传感器；通过滴加或主动捕获的方式，在所述传感器的表面均匀形成金纳米棒的近红外吸收层。本发明专利技术通过在传感器表面修饰金纳米棒，利用表面等离子共振效应，有助于提升传感器的光热效应，实现对近红外波段的探测。此外，本发明专利技术还公开了一种微型近红外探测器。

【技术实现步骤摘要】
一种微型近红外探测器的制作方法及微型近红外探测器
本专利技术属于红外探测器的
，具体涉及一种微型近红外探测器的制作方法及微型近红外探测器。
技术介绍
红外检测技术通常分为两类：基于光子的红外传感器和基于光热的红外传感器。基于光子的检测器的原理是通过光电导体传感器的表面吸收光子，改变内部电子的能量分布并产生电信号。光电导检测器和光电压检测器是两个常见的基于光子的检测器。这类红外探测器具有很高的信噪比和非常短的响应时间，但是它们都需要庞大的冷却系统作为保证，这使得整个系统十分昂贵且不方便广泛应用。基于光热的红外传感器的原理则是传感器吸收红外辐射的能量，从而引起检测器温度的变化以产生响应。他们不需要冷却设备，因此体积小，功耗低，适用范围广。典型的基于光热的探测器包括辐射热电偶，热电阻探测器和红外谐振器探测器。辐射热电偶和热电阻探测器的灵敏度并不够高，而红外谐振器探测器利用谐振器的光热效应探测红外热辐射，其灵敏度较低且几乎没有对于不同波长光的选择性。人们开始尝试使用特殊材料或结构修饰光热探测器的表面，利用这些材料或结构来增强光的吸收并转化为热的效应。例如采用聚多巴胺旋涂在传感器表面，能有效增强原传感器对于红外的灵敏度，但对于红外光没有选择性。又如采用超表面来修饰传感器的感应区域，这种方法能有效增强传感器对于红外光的选择性，但其制造步骤复杂且成本高昂，很难大范围得到应用。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种微型近红外探测器的制作方法，通过在传感器表面修饰金纳米棒，利用表面等离子共振效应，有助于提升传感器的光热效应，实现对近红外波段的探测。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种微型近红外探测器的制作方法，包括：准备以薄膜体声波压电谐振器为基础的传感器；通过滴加或主动捕获的方式，在所述传感器的表面均匀形成金纳米棒的近红外吸收层。作为本专利技术所述的一种微型近红外探测器的制作方法的一种改进，所述滴加的方式，包括：将金纳米棒溶液滴加到所述谐振器上表面；通过控制溶液蒸发环境的温度和湿度，来控制溶液的蒸发速度，使得所述金纳米棒在所述谐振器表面均匀自组装。作为本专利技术所述的一种微型近红外探测器的制作方法的一种改进，所述主动捕获的方式，包括：将所述金纳米棒滴加到所述传感器表面的微小腔体中；将所述谐振器与预设信号源相连接，通过所述谐振器表面的震动，从溶液中捕获所述金纳米棒到所述传感器表面。作为本专利技术所述的一种微型近红外探测器的制作方法的一种改进，所述传感器与所述金纳米棒的长径比相对应。作为本专利技术所述的一种微型近红外探测器的制作方法的一种改进，所述传感器采用矩阵式排列。作为本专利技术所述的一种微型近红外探测器的制作方法的一种改进，将氮化铝生长在固体装配型谐振器顶电极表面。作为本专利技术所述的一种微型近红外探测器的制作方法的一种改进，所述谐振器设置有氮化铝压电层和布拉格反射层。本专利技术的目的之二在于提供一种微型近红外探测器，其特征在于：包括传感器及设置于所述传感器的波模型声波谐振器，所述谐振器顶电极表面形成有氮化铝，所述传感器的表面均匀修饰有金纳米棒。本专利技术的有益效果在于，本专利技术包括：准备以薄膜体声波压电谐振器为基础的传感器；通过滴加或主动捕获的方式，在所述传感器的表面均匀形成金纳米棒的近红外吸收层。其中，金纳米棒是一种特殊的纳米材料，其表面等离子共振效应使其可以再特定波长的光照射时，产生很强的热效应，不同长径比的金纳米棒所对应的表面等离子共振的光的波长是不同的，薄膜体声波谐振器在光照时，其表面温度会因为光热效应而上升，谐振器的谐振频率也会因此而变化，通过设备检测出谐振器谐振频率的大小就可以计算出光的强度，薄膜体声波谐振器自身有着对于红外光灵敏的特性，薄膜体声波谐振器采用半导体微纳加工工艺，通过对实验原理预先计算出的各层薄膜的厚度参数，测量出传感器对特定波段近红外的灵敏度。使用的薄膜体声波谐振器作为传感器主体，通过在其表面修饰金纳米棒，利用金纳米棒特有的表面等离子共振效应，使得传感器在近红外的光热效应得到提升，解决了非制冷近红外传感器的灵敏度较低的问题。本专利技术通过在传感器表面修饰金纳米棒，利用表面等离子共振效应，有助于提升传感器的光热效应，实现对近红外波段的探测。附图说明图1为本专利技术实施例1的结构示意图。图2为本专利技术实施例1中滴加金纳米棒修饰示意图。图3为本专利技术实施例2中谐振器在溶液中主动捕获金纳米棒来完成修饰的示意图。图4为修饰前后的传感器谐振频率的移动示意图。图5为不同长径比的金纳米棒和其对应的吸收光谱图。其中：1-近红外吸收层；2-氮化铝薄膜；3-谐振器顶电极；4-氮化铝压电层；5-谐振器底电极；6-布拉格反射层。具体实施方式如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明，但不作为对本专利技术的限定。实施例1如图1～2所示，一种微型近红外探测器的制作方法，包括：准备以薄膜体声波压电谐振器为基础的传感器；通过滴加或主动捕获的方式，在传感器的表面均匀形成金纳米棒的近红外吸收层1。需要说明的是，本专利技术的制作方法中，金纳米棒是一种特殊的纳米材料，其表面等离子共振效应使其可以再特定波长的光照射时，产生很强的热效应，不同长径比的金纳米棒所对应的表面等离子共振的光的波长是不同的，薄膜体声波谐振器在光照时，其表面温度会因为光热效应而上升，谐振器的谐振频率也会因此而变化，通过设备检测出谐振器谐振频率的大小就可以计算出光的强度，薄膜体声波谐振器自身有着对于红外光灵敏的特性，薄膜体声波谐振器采用半导体微纳加工工艺，通过对实验原理预先计算出的各层薄膜的厚度参数，测量出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微型近红外探测器的制作方法，其特征在于，包括：/n准备以薄膜体声波压电谐振器为基础的传感器；/n通过滴加或主动捕获的方式，在所述传感器的表面均匀形成金纳米棒的近红外吸收层。/n

【技术特征摘要】
1.一种微型近红外探测器的制作方法，其特征在于，包括：
准备以薄膜体声波压电谐振器为基础的传感器；
通过滴加或主动捕获的方式，在所述传感器的表面均匀形成金纳米棒的近红外吸收层。


2.如权利要求1所述的一种微型近红外探测器的制作方法，其特征在于，所述滴加的方式，包括：
将金纳米棒溶液滴加到所述谐振器上表面；
通过控制溶液蒸发环境的温度和湿度，来控制溶液的蒸发速度，使得所述金纳米棒在所述谐振器表面均匀自组装。


3.如权利要求1所述的一种微型近红外探测器的制作方法，其特征在于，所述主动捕获的方式，包括：
将所述金纳米棒滴加到所述传感器表面的微小腔体中；
将所述谐振器与预设信号源相连接，通过所述谐振器表面的震动，从溶液中捕获所述金纳米棒到所述传感器表...

【专利技术属性】
技术研发人员：王艳艳，郭全全，庞慰，段学欣，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12