【技术实现步骤摘要】
一种可应用于室温高湿环境下的纳米硅传感器及其制备方法
本专利技术属于气体检测
，是关于高性能低功耗气体传感器的，更加具体地说，公开了一种可应用于室温高湿环境下的纳米硅传感器，该传感器对氨气在室温和高湿度环境中具有高灵敏度和相对快速响应特性。
技术介绍
人体的呼气中含有一些可以表征机体正常或异常的物质。氨气是人体新陈代谢的重要组成部分，在健康人的呼气中，其正常浓度为200-2000ppb(中位数为833ppb)。然而，一旦呼出气中的氨气含量发生变化，则会预示着某些疾病的产生。例如，患有终末期肾病(ESRD)或幽门螺杆菌诱发的胃感染患者的呼气中总是显示出更高的氨气浓度(820-14700ppb，ESRD平均值为4880ppb)。因此，呼出气中存在的氨气被广泛认为是ESRD和幽门螺杆菌诱导的胃感染的生物标志物。不过人体呼出气的湿度非常高，相对湿度常常高于80％。因此，开发出一种室温抗高湿便携式的氨气传感器对于肾病患者的早期诊断是非常有必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种...
【技术保护点】
1.一种可应用于室温高湿环境下的纳米硅传感器，其特征在于：按照下述步骤进行：/n步骤1，将硅片进行刻蚀处理，以得到硅纳米线阵列：将硅片置于氢氟酸水溶液中进行浸泡处理，再置于硝酸银和氢氟酸的混合水溶液中进行浸泡处理，以得到刻蚀的硅纳米线阵列；在氢氟酸水溶液中，氢氟酸浓度为1-2M，浸泡处理时间为1-2min；在硝酸银和氢氟酸的混合水溶液中，氢氟酸浓度为4-6M，硝酸银浓度为0.01-0.04M；/n步骤2，对步骤1刻蚀得到的硅纳米线阵列进行纳米银改性处理：选择使用浓硝酸对经步骤1刻蚀的硅片进行浸泡处理，以去除纳米银颗粒，浸泡处理时间为5-10min；/n步骤3，对步骤2处理的...
【技术特征摘要】
1.一种可应用于室温高湿环境下的纳米硅传感器，其特征在于：按照下述步骤进行：
步骤1，将硅片进行刻蚀处理，以得到硅纳米线阵列：将硅片置于氢氟酸水溶液中进行浸泡处理，再置于硝酸银和氢氟酸的混合水溶液中进行浸泡处理，以得到刻蚀的硅纳米线阵列；在氢氟酸水溶液中，氢氟酸浓度为1-2M，浸泡处理时间为1-2min；在硝酸银和氢氟酸的混合水溶液中，氢氟酸浓度为4-6M，硝酸银浓度为0.01-0.04M；
步骤2，对步骤1刻蚀得到的硅纳米线阵列进行纳米银改性处理：选择使用浓硝酸对经步骤1刻蚀的硅片进行浸泡处理，以去除纳米银颗粒，浸泡处理时间为5-10min；
步骤3，对步骤2处理的硅纳米线阵列进行聚吡咯包裹改性处理：在步骤2处理得到的纯硅纳米线阵列表面均匀涂覆AgNO3水溶液后对其进行烘烤，得到涂覆有AgNO3的硅纳米线衬底，然后将所述涂覆有AgNO3的硅纳米线衬底和吡咯单体置于真空状态中，气态的吡咯单体在AgNO3的作用下在硅纳米线阵列表面进行聚合，同时一价银离子还原为银单质，得到纳米银和聚吡咯双重修饰的硅纳米线阵列；
步骤4，制备传感器电极：在经步骤3处理得到的硅片的表面设置镀铂叉指电极，以形成电极与硅片表面纳米线间的欧姆接触。
2.根据权利要求1所述的可应用于室温高湿环境下的纳米硅传感器，其特征在于：所述硅片为单晶硅片，厚度为300-500μm，电阻率为10-15Ω·cm，晶向为<100>±0.5°。
3.根据权利要求1所述的可应用于室温高湿环境下的纳米硅传感器，其特征在于：在步骤1中，浸泡处理温度为室温20-30℃；在硝酸银和氢氟酸的混合水溶液中进行浸泡处理(即刻蚀)的时间为90-180min，随刻蚀时间增加，纳米线长度增加；硝酸银和氢氟酸的混合水溶液总体为100ml，氢氟酸浓度为4-6M，硝酸银浓度为0.01-0.04M。
4.根据权利要求1所述的可应用于室温高湿环境下的纳米硅传感器，其特征在于：在步骤2中，使用的浓硝酸为质量百分数50-70％的浓硝酸，浸泡处理温度为室温20-30℃；在步骤3中，将步骤2处理的硅片充分干燥后，在其表面均匀涂覆AgNO3水溶液，然后在50-70℃下烘烤10-20min，重复上述涂覆、烘烤程序4-6次，所述涂覆有AgNO3的硅纳米线衬底和吡咯单体在真空和室温20-30℃条件下进行反应，反应时间为0.5-1h。
5.根据权利要求1所述的可应用于室温高湿环境下的纳米硅传感器，其特征在于：在步骤4中，采用真空磁控溅射方法，借助硬模板进行镀铂叉指电极的制备，溅射靶材为质量纯度99.95％的金属铂，溅射气体为质量纯度99.999％的氩气，本体真空度为4.0×10-4Pa，溅射时间4-6min；电极厚度为160-240nm。
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【专利技术属性】
技术研发人员：秦玉香，藏俊生，闻棕择，裘沛伦，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
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