基于超薄二维氧化锡的氢气传感器及制作方法技术

本发明专利技术设计基于超薄二维氧化锡的氢气传感器及制作方法，是通过液态金属范德华力剥离法，在液态Sn表面剥离出SnO超薄二维材料，再退火氧化，制成稳定的SnO2，易于MEMS兼容以及集成。具体制作方法包括：在低氧环境下的手套箱中于石英管内放入Sn粉并抽真空后封装；约600℃的炉中烧结Sn粉；Sn块及Sn颗粒加热熔融，再分离出液态Sn；用载玻片挤压液态Sn，使液态Sn与Si/SiO2衬底接触，将Sn氧化薄膜转移到Si/SiO2衬底上；制成基于SnO超薄二维材料氢敏器件；再在约300℃环境下退火氧化。制成的氢气传感器能够探测浓度低至40ppm的氢气，灵敏度高，制作工艺简单，易于大规模工业化生产。易于大规模工业化生产。易于大规模工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
基于超薄二维氧化锡的氢气传感器及制作方法


[0001]本专利技术涉及基于超薄二维氧化锡的氢气传感器及制作方法，具体涉及一种氧化锡超薄二维材料的氢气传感的大面积制作方法，属于无机纳米功能材料以及氢气传感器


技术介绍

[0002]氢能被誉为理想的可再生清洁能源，是我国构建清洁能源综合供给系统的重要载体。发展氢能已成为我国能源技术与新兴产业的重要战略方向。H2的点火能量低、扩散速度快，当泄漏浓度在空气中体积百分比4
‑
75%时迅速变为可燃，是一种危险的易燃易爆气体。开发高灵敏度、高选择性的H2泄漏监测系统对其安全性至关重要。
[0003]基于半导体金属氧化物型的氢气传感器具有造价低廉、寿命长、易于集成以及性能稳定等优点，极具市场应用价值，是氢气传感器领域的研究热点。传统半导体氢气传感器大多采用ZnO、WoO3、SnO2等氧化物陶瓷或薄膜等块体材料作为敏感层；这些种类的氢气传感器存在的不足之处表现在如下方面：由于块体材料的比表面积低、表面原子占比少，敏感层在与氢气间的相互作用时反应能力不强，有些种类的氢气传感元件需在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于氧化锡超薄二维材料的氢气传感器，其特征在于：是通过液态金属范德华力剥离法，在液态Sn表面剥离出SnO超薄二维材料，然后在管式炉氧气氛围中退火氧化，制成稳定的SnO2。2.基于氧化锡超薄二维材料的氢气传感器的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：(1) 在氧气浓度≤100ppm的手套箱中，称取10~20g Sn粉放置于缩颈的石英管中，然后用封口胶密封；从手套箱中取出装有Sn粉的石英管，塞入配套的石英柱，并通过真空封管设备对所述石英管进行抽真空及密封处理；设定：抽真空时的真空度≤1.0
×
10
‑4Pa，达到设定真空度后，再高温熔融石英管与石英柱，实现封管效果；(2) 将封管后的石英管放入烧结炉中，以5℃/min的速度升温到600
±
50℃，再保温8小时，之后自然冷却至室温；(3) 将按步骤（2）预烧后的石英管放入手套箱中敲碎，取出Sn块以及Sn颗粒，并将所述Sn块以及Sn颗粒放入玻璃培养皿中，再将所述培养皿放在加热台上，然后加热至280
±
5℃，使Sn熔融成一个整体，再用长玻璃滴管分离出呈球状的液态Sn，所述呈球状的液态Sn用于表面氧化物的剥离；(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：王钊，杨焱，李志伟，胡永明，顾豪爽，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：发明
国别省市：