一种柔性CNTs太赫兹超材料传感器以及制作方法技术

本发明专利技术公开了一种柔性CNTs太赫兹超材料传感器，包括自下而上依次贴合设置的聚合物衬底层和碳纳米管薄膜层形成的双层结构，碳纳米管薄膜层上刻蚀有若干周期性的超材料单元结构，超材料单元结构中心开设有矩形槽结构，矩形槽结构在碳纳米管薄膜层上也呈周期性排列。本发明专利技术还公开了一种柔性CNTs太赫兹超材料传感器的制作方法。本发明专利技术性CNTs太赫兹超材料传感器当器件受到很小的外部应变时，谐振频率和振幅调制可以连续调节，可以达到调制THz辐射的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性CNTs太赫兹超材料传感器以及制作方法
本专利技术属于柔性太赫兹功能器件
，具体涉及一种柔性CNTs太赫兹超材料传感器，本专利技术还涉及一种柔性CNTs太赫兹超材料传感器的制备方法。
技术介绍
超材料是精心构造的人工材料，通常由各种周期性排列的亚波长结构阵列组成，可以以独特的方式操纵电磁波。根据现有的报告，大多数的太赫兹超材料是在刚性衬底上制备的(如硅、蓝宝石)。然而，人们对可以包裹在物体上的柔性超材料有很大的需求，除了柔性基板具有高透明度、轻量化、低成本和便携性等优点外，非平面柔性超材料比在刚性基板上制成的超材料具有更多潜在的应用前景。例如，开发隐形设备，可以附着在曲面上作为应变传感器，可以覆盖在曲面上作为缺陷检测传感器，也可以用作柔性分析物传感器。虽然目前有一些关于柔性THz超材料的研究，但是，这些研究大部分都集中到了基于柔性聚合物衬底的贵金属基THz超材料。据报道，碳纳米管(CNTs)的最大抗拉强度接近200GPa，杨氏模量在500～600GPa范围内，是目前强度最高的材料。CNTs具有超强的柔韧性，可以弯曲成大角度而不发生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性CNTs太赫兹超材料传感器，其特征在于，包括自下而上依次贴合设置的聚合物衬底层(1)和碳纳米管薄膜层(2)形成的双层结构，碳纳米管薄膜层(2)上刻蚀有若干周期性的超材料单元结构(4)，超材料单元结构(4)中心开设有矩形槽结构(3)，矩形槽结构(3)在碳纳米管薄膜层(2)上也呈周期性排列。/n

【技术特征摘要】
1.一种柔性CNTs太赫兹超材料传感器，其特征在于，包括自下而上依次贴合设置的聚合物衬底层(1)和碳纳米管薄膜层(2)形成的双层结构，碳纳米管薄膜层(2)上刻蚀有若干周期性的超材料单元结构(4)，超材料单元结构(4)中心开设有矩形槽结构(3)，矩形槽结构(3)在碳纳米管薄膜层(2)上也呈周期性排列。


2.根据权利要求1所述的一种柔性CNTs太赫兹超材料传感器，其特征在于，所述矩形槽结构(3)为半圆的长条形槽结构，超材料单元结构(4)x方向和y方向的周期用px和py表示，px：py最小为0.89，px：py最大为1，矩形槽结构(3)水平和竖直方向上的尺寸分别为a和b，a:b最小为0.32，a:b最大为0.5。


3.根据权利要求1所述的一种柔性CNTs太赫兹超材料传感器，其特征在于，所述碳纳米管薄膜层(2)的厚度为5～20μm，所述聚合物衬底层(1)为聚酰亚胺PI，聚合物衬底层(1)厚度为5～100μm，介电常数为2～5。


4.一种柔性CNTs太赫兹超材料传感器的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1、清洗聚合物衬底正反面后置于干净的玻璃片上，无尘环境中烘干处理；
步骤2、分散剂溶液的制备：溶剂为去离子水，分散剂为十二烷基硫酸钠SDS溶解至去离子水中，溶解过程中保持匀速搅拌；
步骤3、将CNTs粉末加入步骤2所制备的分散液中，然后，取体积不超过2/3的CNTs溶解液在大功率条件下采用分步超声方法从而达到充分分散的目的，超声时间为0.5～1h，所得即为CNTs分散体；
步骤4、取步骤3所制备的CNTs分散体在去离子水中稀释，通过真空抽滤法制备CNTs薄膜；
步骤5、将步骤4得到的CNTs薄膜通过两个玻璃片夹紧的方式压在步骤1准备的聚合物衬底上，达到CNTs薄膜与聚合物衬底贴合，连同玻璃片将压紧后的贴合在聚合物衬底上的CNTs薄膜在恒温干燥环境中干燥，；
步骤6、取下玻璃板，将步骤5干燥处理后被贴合在聚合物衬底上的CNTs薄膜及其聚合物衬底浸没至丙酮浴进行清洗；
步骤7、丙酮浴溶解结束后用去离子水对CNTs薄膜的表面进行清洗，最后进一步的恒温干燥处理；
步骤8、在步骤7得到的贴合在聚合物衬底上的CNT...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玥，张向，张晓菊，周韬，陈素果，惠宁菊，纪卫莉，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61