一种基于石墨烯悬浮质量块的加速度传感器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于石墨烯悬浮质量块的加速度传感器，其传感机理包括电容式和跨导式。电容式加速度传感器结构包括作为电容的上极板的石墨烯薄膜层、沉积的Ti/Au电极层、Si/SiO<subgt;2</subgt;质量块、SiO<subgt;2</subgt;绝缘层、中间键合层以及作为电容的下极板的高导电Si衬底层。跨导式加速度传感器结构包括石墨烯薄膜层、漏电极层、源电极层、Si/SiO<subgt;2</subgt;质量块，SiO<subgt;2</subgt;绝缘层、中间键合层以及作为门电极的高导电Si衬底层。本发明专利技术还公开了该基于石墨烯悬浮质量块的加速度传感器的制备方法。本发明专利技术公开的电容式和跨导式加速度传感器，具有更高的灵敏度、更好的分辨率和更高的精度，并且受温度的影响更小，器件的性能得到大幅度的提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微纳传感器制造领域，具体涉及一种石墨烯悬浮质量块的加速度传感器及其制备方法。

技术介绍

1、在过去的几十年中，加速度传感器一直是科技和工业领域中的重要工具。nems加速度传感器具有体积小、成本低、功耗小、稳定性好等优点，广泛应用于军事、医疗、汽车和工业控制领域的加速度、振动、冲击和倾角等测试，是小型化惯性测量单元的核心组件。近几十年来，硅基加速度传感器得到了广泛的制造与应用，然而，现有的加速度传感器仍存在一些技术难题，如体积大、灵敏度较低和信噪比不足等。因此，研究人员一直在寻求新的材料和技术来改进加速度传感器的性能。

2、近年来，石墨烯作为一种新兴材料，引起了广泛关注。石墨烯具有许多独特的性质，如高导电性、高可伸缩性和超薄结构等，成为了一种应用于微纳机电传感器的理想材料，已经在纳机电谐振器、压力传感器等器件领域得到概念验证。针对当前加速度传感器存在的小型化与高性能难以兼顾的难题，利用石墨烯优异而独特的机械与电学特性，基于石墨烯薄膜的小型化、高灵敏压阻式纳机电加速度传感器的原型器件已被概念验证。在这种基于石墨烯的加速度传感器中，石墨本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于石墨烯悬浮质量块的加速度传感器的制备方法，其特征在于：采用如下工艺实现：

2.一种基于石墨烯悬浮质量块的加速度传感器，其特征在于：所述的加速度传感器，其结构包括自上而下依次设置的石墨烯薄膜层、电极层、Si/SiO2质量块、SiO2绝缘层、中间键合层以及高导电的Si衬底层。

3.根据权利要求2所述的一种基于石墨烯悬浮质量块的加速度传感器，其特征在于：所述的电极层分为漏电极层和源电极层，所述的高导电的Si衬底层作为门电极，构成跨导式加速度传感器。

4.根据权利要求2所述的一种基于石墨烯悬浮质量块的加速度传感器，其特征在于：所述的电极层为沉积的T...

【技术特征摘要】

1.一种基于石墨烯悬浮质量块的加速度传感器的制备方法，其特征在于：采用如下工艺实现：

2.一种基于石墨烯悬浮质量块的加速度传感器，其特征在于：所述的加速度传感器，其结构包括自上而下依次设置的石墨烯薄膜层、电极层、si/sio2质量块、sio2绝缘层、中间键合层以及高导电的si衬底层。

3.根据权利要求2所述的一种基于石墨烯悬浮质量块的加速度传感器，其特征在于：所述的电极层分为漏电极层和源电极层，所述的高导电的si衬底层作为门电极，构成跨导式加速度传感器。

4.根据权利要求2所述的一种基于石墨烯悬浮质量块的加速度传感器，其特征在于：所述的电极层为沉积的ti/au电极层，其中所述的石墨烯薄膜层作为电容的上极板，所述的高导电的si衬底层作为电容的下极板，构成电容式加速度传感器。

5.根据权利要求2所述的一种基于石墨烯悬浮质量块的加速度传感器，其特征在于：所述的悬浮石墨烯薄膜为单原子层、双原子层、三个原子层、四个原子层、五个原子层、六个原子层、七个原子层、八个原子层、九个原子层、十个原子层及更厚的石墨烯薄膜（0-200nm）；所属悬浮石墨烯薄膜还包括石墨烯与其他二维薄膜的异质层，包括石墨烯/二硫化钼（mos2）、石墨烯/二硫化钨（ws2）、石墨烯/二硒化钼（mose2）、石墨烯/二硒化钨（wse2）、石墨烯/二硒化铂（ptse2）、石墨烯/二碲化钼（mote2）、石墨烯/二碲化钨（wte2）、石墨烯/二硒化钒（vse2）、石墨烯/二硫化铬（crs2）、石墨烯/二硒化铬（crse2）、石墨烯/其他过渡金属硫化物（tmdc）、石墨烯/黑磷（p）、石墨烯/mxene、石墨烯/六方氮化硼（h-bn）；所属悬浮石墨烯薄膜也包括石...

【专利技术属性】
技术研发人员：范绪阁，丁洁，张哲，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：