本发明专利技术涉及湿度探测领域，具体提供了一种基于二维材料的高灵敏湿度探测装置，支撑部置于基底上的中部，支撑部的表面设有周期排布的凹槽，二维过渡金属硫属化合物层设置在基底和支撑部的表面，二维过渡金属硫属化合物层与基底和支撑部的表面贴合，吸湿材料包覆支撑部上的二维过渡金属硫属化合物层，第一电极和第二电极分别置于二维过渡金属硫属化合物层上支撑部的两侧。应用时，将本发明专利技术置于待测空间内，吸湿材料吸湿膨胀，通过第一电极和第二电极测量二维过渡金属硫属化合物层导电特性的变化，实现待测湿度探测。本发明专利技术能够实现高灵敏度的湿度探测。湿度探测。湿度探测。
【技术实现步骤摘要】
一种基于二维材料的高灵敏湿度探测装置
[0001]本专利技术涉及湿度探测领域，具体涉及一种基于二维材料的高灵敏湿度探测装置。
技术介绍
[0002]湿度探测在气象、农业、工业、军事等领域有着广泛的应用。现有技术中，大多数湿度探测装置是基于电容、电阻、压阻或光学原理的。
[0003]虽然基于光学原理的湿度探测器具有探测灵敏度高的优点。例如技术CN202869694U公开了一种光纤Bragg光栅的温度/湿度传感器，该传感器由光纤、温度敏感元件、湿度敏感元件组成，能够实现复杂环境处的温度和湿度同时测量。对于湿度来测来说，在光纤Bragg光栅表面镀了一层30
‑
50微米后的聚酰亚胺，实现对湿度的探测。该技术中需要用到Bragg光栅、光谱分析仪、光源等，成本高。
[0004]基于电学原理，例如电阻、电流、电容等物理量变化的湿度探测装置的成本低。但是，传统电阻式湿度探测装置中，湿度对敏感物质电阻的改变较小，湿度探测的灵敏度低。
技术实现思路
[0005]为解决以上问题，本专利技术提供了一种基于二维材料的高灵敏湿度探测装置，包括基底、二维过渡金属硫属化合物层、第一电极、第二电极、吸湿材料、支撑部，支撑部置于基底上的中部，支撑部的表面设有周期排布的凹槽，二维过渡金属硫属化合物层设置在基底和支撑部的表面，二维过渡金属硫属化合物层与基底和支撑部的表面贴合，吸湿材料包覆支撑部上的二维过渡金属硫属化合物层，第一电极和第二电极分别置于二维过渡金属硫属化合物层上支撑部的两侧。
[0006]更进一步地，支撑部的材料为吸湿材料。
[0007]更进一步地，支撑部的材料为压电材料。
[0008]更进一步地，凹槽为楔形。
[0009]更进一步地，吸湿材料上设有第二凹槽。
[0010]更进一步地，第二凹槽不与二维过渡金属硫属化合物层接触。
[0011]更进一步地，第二凹槽位于凹槽的上方。
[0012]更进一步地，第二凹槽截面的形状为梯形。
[0013]更进一步地，二维过渡金属硫属化合物层的材料为硫化钼、碲化钼、硒化钼、硫化钨、碲化钨、硒化钨。
[0014]更进一步地，基底的材料为绝缘材料。
[0015]本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种基于二维材料的高灵敏湿度探测装置，包括基底、二维过渡金属硫属化合物层、第一电极、第二电极、吸湿材料、支撑部，支撑部置于基底上的中部，支撑部的表面设有周期排布的凹槽，二维过渡金属硫属化合物层设置在基底和支撑部的表面，二维过渡金属硫属化合物层与基底和支撑部的表面贴合，吸湿材料包覆支撑部上的二维过渡金属硫属化合物层，第一电极和第二电极分别置于二维过渡金属硫
属化合物层上支撑部的两侧。应用时，将本专利技术置于待测空间内，吸湿材料吸湿膨胀，拉伸二维过渡金属硫属化合物层，从而改变了二维过渡金属硫属化合物层内的应力，从而改变了二维过渡金属硫属化合物层的导电特性，通过第一电极和第二电极测量二维过渡金属硫属化合物层导电特性的变化，实现待测湿度探测。在本专利技术中，凹槽内二维过渡金属硫属化合物层与吸湿材料能够产生更强的作用，从而更多地改变二维过渡金属硫属化合物层的形貌和内部应力，从而更多地改变了二维过渡金属硫属化合物层的导电特性，因此，本专利技术能够实现高灵敏度的湿度探测。
[0016]以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0017]图1是一种基于二维材料的高灵敏湿度探测装置的示意图。
[0018]图2是又一种基于二维材料的高灵敏湿度探测装置的示意图。
[0019]图3是再一种基于二维材料的高灵敏湿度探测装置的示意图。
[0020]图中：1、基底；2、二维过渡金属硫属化合物层；3、第一电极；4、第二电极；5、吸湿材料；6、支撑部；7、第二凹槽。
具体实施方式
[0021]现将详细参照本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，将通过参照附图来说明所述实施例，以便解释本专利技术。
[0022]实施例1
[0023]本专利技术提供了一种基于二维材料的高灵敏湿度探测装置。如图1所示，该基于二维材料的高灵敏湿度探测装置包括基底1、二维过渡金属硫属化合物层2、第一电极3、第二电极4、吸湿材料5、支撑部6。支撑部6置于基底1上表面的中部。基底1的材料为绝缘材料。优选地，基底1的材料为二氧化硅。支撑部6的表面设有周期排布的凹槽。该周期为二维周期，周期方向沿第一电极3和第二电极4的连线方向，这样制备容易。另外，支撑部6还可以由周期排布的三角形条构成，相邻三角形条之间接触，在相邻三角形条之间形成凹槽，这样的设置有以下优点：节省材料；当在凹槽内施加力时，三角形条更容易产生形变。二维过渡金属硫属化合物层2设置在基底1和支撑部6的表面，二维过渡金属硫属化合物层2与基底1和支撑部6的表面贴合。也就是说二维过渡金属硫属化合物层2与支撑部6的表面具有相同的形状。这样一来，在凹槽的拐角处，二维过渡金属硫属化合物层2也具有拐角。二维过渡金属硫属化合物层2的材料为硫化钼、碲化钼、硒化钼、硫化钨、碲化钨、硒化钨。二维过渡金属硫属化合物层2中二维过渡金属硫属化合物的层数少于10层，以增强二维过渡金属硫属化合物层2导电特性对其应力及形貌的敏感性。吸湿材料5包覆支撑部6上的二维过渡金属硫属化合物层2，以便于在吸湿材料5作用下，二维过渡金属硫属化合物层2的形貌和内部应力会改变。吸湿材料5为聚酰亚胺。聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一，耐高温，能够长期在温度范围
‑
200摄氏度
‑
300摄氏度内工作，介电损耗低，聚酰亚胺不导电，聚酰亚胺材料本身在本专利技术中不会影响第一电极3和第二电极4之间材料的导电特性，而只是聚酰亚胺材料膨胀引起二维过渡金属硫属化合物层2导电特性变化，从而使得第一电极3和第二电极4之间材料导电特性变化相对值大，从而实现高灵敏度的湿度探测。另外，聚酰亚胺吸湿后产
生大幅度线性膨胀。第一电极3和第二电极4分别置于二维过渡金属硫属化合物层2上支撑部6的两侧，用以测量二维过渡金属硫属化合物层2的导电特性。第一电极3和第二电极4的材料为金或银。
[0024]应用时，将本专利技术置于待测空间内，吸湿材料5吸湿膨胀，拉伸二维过渡金属硫属化合物层2，从而改变了二维过渡金属硫属化合物层2内的应力及其形貌，特别是其折弯处的形貌，从而改变了二维过渡金属硫属化合物层2的导电特性，通过第一电极3和第二电极4测量二维过渡金属硫属化合物层2导电特性的变化，实现待测湿度探测。在现有技术中，吸湿材料5吸湿后的伸长方向与敏感材料薄膜的平面平行，也就是与敏感材料薄膜的法线方向垂直，这样吸湿材料与敏感材料薄膜的作用力小，对敏感材料薄膜的形貌或应力的改变小。在本专利技术中，在凹槽内，吸湿材料5吸湿后的伸长方向不与二维过渡金属硫属化合物层2平行，因此凹槽内二维过渡金属硫属化合物层2与吸湿材料5能够产生更强的作用，从而更多地改变二维过渡金属硫属化合物层2的形貌和内部应力，从而更多地改变了二本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于二维材料的高灵敏湿度探测装置，其特征在于，包括基底、二维过渡金属硫属化合物层、第一电极、第二电极、吸湿材料、支撑部，所述支撑部置于所述基底上的中部，所述支撑部的表面设有周期排布的凹槽，所述二维过渡金属硫属化合物层设置在所述基底和所述支撑部的表面，所述二维过渡金属硫属化合物层与所述基底和所述支撑部的表面贴合，所述吸湿材料包覆所述支撑部上的所述二维过渡金属硫属化合物层，所述第一电极和所述第二电极分别置于所述二维过渡金属硫属化合物层上所述支撑部的两侧。2.如权利要求1所述的基于二维材料的高灵敏湿度探测装置，其特征在于：所述支撑部的材料为吸湿材料。3.如权利要求1所述的基于二维材料的高灵敏湿度探测装置，其特征在于：所述支撑部的材料为压电材料。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的基于二维材料的高灵敏湿度探测装...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘翡琼，
申请(专利权)人：刘翡琼，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。