本发明专利技术涉及用于同时检测Ｃｕ↑［２＋］、Ｐｂ↑［２＋］、Ｃｄ↑［２＋］的阵列式薄膜传感器及基制备方法，以ｐ型或ｎ型Ｓｉ片作基底，在基底上依次为ＳｉＯ↓［２］层，对Ｃｕ↑［２＋］、Ｐｂ↑［２＋］、Ｃｄ↑［２＋］敏感的三种薄膜；该薄膜传感器是通过激光脉冲沉积技术在ＳｉＯ↓［２］表面上制备三种敏感薄膜，采用激光沉积技术把三个敏感材料分别制备在ＳｉＯ↓［２］表面上，最后形成三种阵列式薄膜传感器。它对溶液中的Ｃｕ↑［２＋］、Ｐｂ↑［２＋］、Ｃｄ↑［２＋］具有选择性，能检测出Ｃｕ↑［２＋］、Ｐｂ↑［２＋］、Ｃｄ↑［２＋］的含量。本发明专利技术可在江河湖泊、生物医学领域（如血液、体液）、工业废水、中药、蔬菜、水果、茶叶等领域中对Ｃｕ↑［２＋］、Ｐｂ↑［２＋］、Ｃｄ↑［２＋］同时进行定性和定量检测。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于同时检测几种重金属的传感器及制备方法，尤其涉及用于同时检测Cu2+、Pb2+、Cd2+的阵列式薄膜传感器及其制备方法。
技术介绍
重金属离子(如Zn2+、Pb2+、Cd2+、Cu2+、Cr6+、Mn5+、As3+、Fe3+、Hg2+)能够对人体产生有害甚至致命的影响，因此重金属的定量检测在药物、食品、临床和环境监测等方面有着非常重要的意义。目前的检测方法主要有原子吸收分光光度法和质谱法等，但是采用这些方法的设备庞大，并且昂贵，需要复杂的预处理，测量周期长以及需要熟练的操作人员，这在实际应用中带来许多不方便。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于同时检测Cu2+、Pb2+、Cd2+的阵列式薄膜传感器及其制备方法，能够对Cu2+、Pb2+、Cd2+同时进行定性和定量检测。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下一种用于同时检测Cu2+、Pb2+、Cd2+的阵列式薄膜传感器，以p型或n型Si片作基底，在基底上面为SiO2层，SiO2层上面为对Cu2+、Pb2+、Cd2+敏感的三种薄膜；一种用于同时检测Cu2+、Pb2+、Cd2+的阵列式薄膜传感器的制备方法，它是由下列步骤组成(1)薄膜传感器基底及氧化层的制备选用p型或n型<100>单晶硅片作为薄膜传感器的基底，所述的硅片经抛光清洗后，放入高温炉中进行热氧化，使硅片正面在干燥氧气中生长一层厚度约为30nm的SiO2薄膜，用离子刻蚀法将硅片背面的氧化层去掉，然后用银浆做成一个环形的欧姆接触引出导线，除了环形部位外，其余部分均用环氧树脂密封，即制成所需要的薄膜传感器基底；(2)敏感材料的制备选用高纯度化合物CuS、Ag2S、CuI2，其摩尔比为55～65∶20～30∶10～20，充分混合研磨后，在12Mpa压力下，制成小长方体，放到石英瓶中，在干燥的氮气条件下，加热到540℃，保持4个小时；然后自然退火，再重新把小长方体研磨碎，制成直径为3cm厚度为2mm的圆薄片；将其放在真空石英瓶中，加热到540℃，保持4个小时；然后自然退火，即完成了Cu敏感材料的制备，也就是制得脉冲激光沉积技术的Cu靶材；选用高纯度化合物PbS、Ag2S、PbI2，其摩尔比为50～60∶20～30∶10～20，充分混合研磨后，在8Mpa压力下，制成小长方体，放到石英瓶中，在干燥的氮气条件下，加热到420℃，保持5个小时；然后自然退火，再重新把小长方体研磨碎，制成直径为3cm厚度为2mm的圆薄片；将其放在真空石英瓶中，加热到420℃，保持5个小时；然后自然退火，即完成了Pb敏感材料的制备，也就是制得脉冲激光沉积技术的Pb靶材； 选用高纯度化合物CdS、Ag2S和CdI2，其摩尔比为45～55∶20～30∶15～25，充分混合研磨后，在16Mpa压力下，制成小长方体，放到石英瓶中，在干燥的氮气条件下，加热到450℃，保持4个小时；然后自然退火，再重新把小长方体研磨碎，制成直径/为3cm厚度为2mm的圆薄片；将其放在真空石英瓶中，加热到450℃，保持4个小时；然后自然退火，即完成了Cd敏感材料的制备，也就是制得脉冲激光沉积技术的Cd靶材；(3)薄膜的制备采用脉冲激光沉积技术在传感器基底上制备敏感薄膜，用脉冲激光沉积技术，在SiO2制备对Cu2+、Pb2+、Cd2+敏感的薄膜，在SiO2层上形成三个薄膜区域，脉冲激光沉积设备主要由激光发生器和真空腔组成；上述薄膜制备过程参数为 本专利技术具有的优点是可以同时检测Cu2+、Pb2+、Cd2+三种重金属离子，检测器件小，试样溶液少，测量快速，使用便捷，测量准确，干扰离子少。该薄膜传感器可在江河湖海、生物医学领域如血液、体液等、工业废水、中药、蔬菜、水果、茶叶等领域中对Cu2+、Pb2+、Cd2+进行定性和定量检测。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术的俯视结构示意图；图2是图1的A-A剖视图；图3是脉冲激光沉积技术制备薄膜过程原理图；图4是Cu2+薄膜传感器的标准曲线图；图5是Pb2+薄膜传感器的标准曲线图；图6是Cd2+薄膜传感器的标准曲线图；具体实施方式现结合附图和具体实施方式，对本专利技术作进一步的说明如下实施例1从图2和图1可见本专利技术用于同时检测Cu2+、Pb2+、Cd2+的阵列式薄膜传感器，是选用p型或n型Si片作基底，在该基底上面为SiO2层，SiO2层上面有三种分别对Cu2+、Pb2+、Cd2+敏感的薄膜。本专利技术用于同时检测Cu2+、Pb2+、Cd2+的阵列式薄膜传感器的制备，由如下步骤组成(1)薄膜传感器基底及氧化层的制备选用p型或n型<100>单晶硅片作为基底。硅片经抛光清洗后，放入高温炉中进行热氧化，使硅片正面在干燥氧气中生长一层厚度约为30nm的SiO2薄膜，用离子刻蚀法将硅片背面的氧化层去掉，然后用银浆做成一个环形的欧姆接触引出导线，除了环形部位留下外，其余部分均用环氧树脂密封，即制成所述的薄膜传感器基底，激发光源采用正面或背面均可；(2)敏感材料的制备选用高纯度化合物CuS、Ag2S、CuI2，其摩尔比55∶20∶10，充分混合研磨后，在12Mpa压力下，制成小长方体，放到石英瓶中，在干燥的氮气条件下，加热到540℃，保持4个小时；然后自然退火，再重新把小长方体研磨碎，制成直径为3cm，厚度为2mm的圆形薄片；放在真空石英瓶中，加热到540℃，保持4个小时，自然退火，即完成了Cu敏感材料的制备，也就是得到了脉冲激光沉积技术的Cu靶材；选用高纯度化合物PbS、Ag2S、PbI2，其摩尔比50∶20∶10，充分混合研磨后，在8Mpa压力下，制成小长方体，放到石英瓶中，在干燥的氮气条件下，加热到420℃，保持5个小时；然后自然退火，再重新把小长方体研磨碎，制成直径为3cm，厚度为2mm的圆形薄片；放在真空石英瓶中，加热到420℃，保持5个小时，自然退火，即完成了Pb敏感材料的制备，也就是制得脉冲激光沉积技术的Pb靶材；选用高纯度化合物CdS、Ag2S、CdI2，其摩尔比45∶20∶15，充分混合研磨后，在16Mpa压力下，制成小长方体，放到石英瓶中，在干燥的氮气条件下，加热到450℃，保持4个小时；然后自然退火，再重新把小长方体研磨碎，制成直径为3cm，厚度为2mm的圆薄片；放在真空石英瓶中，加热到450℃，保持4个小时，自然退火，即完成了Cd敏感材料的制备，也就是制得脉冲激光沉积技术的Cd靶材；(3)薄膜的制备采用脉冲激光沉积技术，在传感器基底上制备敏感薄膜，脉冲激光沉积设备主要由激光发生器和真空腔组成；图3所示为脉冲激光沉积技术制备薄膜原理图，激光束通过透镜聚焦后照射到敏感材料靶材表面上，反射后在靶材表面形成等离子体区，激发的敏感材料蒸发到基底上，形成敏感薄膜。制备过程分为三次，每一次制备一种薄膜，沉积面积占整个圆形硅片的三分之一，最后在一个圆形硅片上沉积了三种等面积的薄膜。为了保证薄膜和金属层的紧密结合，衬底升温到100℃，预热20分钟，在沉积结束后保持10分钟，然后在真空腔中自然降温。实施例2(1)薄膜传感器基底及氧化层的制备选用p型或n型<100>单晶硅片作为基底本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于同时检测Ｃｕ↑［２＋］、Ｐｂ↑［２＋］、Ｃｄ↑［２＋］的阵列式薄膜传感器，以ｐ型或ｎ型Ｓｉ片作基底，在基底上为ＳｉＯ↓［２］层，ＳｉＯ↓［２］层上面为对Ｃｕ↑［２＋］、Ｐｂ↑［２＋］、Ｃｄ↑［２＋］敏感的三种薄膜。
【技术特征摘要】
1.一种用于同时检测Cu2+、Pb2+、Cd2+的阵列式薄膜传感器，以p型或n型Si片作基底，在基底上为SiO2层，SiO2层上面为对Cu2+、pb2+、Cd2+敏感的三种薄膜。2.如权利要求1所述的用于同时检测Cu2+、Pb2+、Cd2+的阵列式薄膜传感器的制备方法，该方法是由如下步骤组成(1)薄膜传感器基底及氧化层的制备选用p型或n所述的型<100>单晶硅片作为薄膜传感器的基底，所述的硅片经抛光清洗后，放入高温炉中进行热氧化，使硅片正面在干燥氧气中生长一层厚度约为30nm的SiO2薄膜，用离子刻蚀法将硅片背面的氧化层去掉，然后用银浆做成一个环形的欧姆接触引出导线，除了环形部位外，其余部分均用环氧树脂密封，即制成所需要的薄膜传感器基底；(2)敏感材料的制备选用高纯度化合物CuS、Ag2S、CuI2，其摩尔比为55～65∶20～30∶10～20，充分混合研磨后，在12Mpa压力下，制成小长方体，放到石英瓶中，在干燥的氮气条件下，加热到540℃，保持4个小时；然后自然退火，再重新把小长方体研磨碎，制成直径为3cm厚度为2mm的圆薄片；将其放在真空石英瓶中，加热到540℃，保持4个小时；然后自然退火，即完成了Cu敏感材料的制备，也就是脉冲激光沉积技术的Cu靶材；选用高纯度化合物PbS、Ag2S、PbI2，其摩尔比为50～60∶20～30∶10～20，充分混合研磨后，在8Mpa压力下，制成小长方体，放到石英瓶中，在干燥的氮气条件下，加热到420℃，保持5个小时；然后自然...
【专利技术属性】
技术研发人员：门洪，王建国，
申请(专利权)人：东北电力大学，
类型：发明
国别省市：22[中国|吉林]
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