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原文传递一种空间原子氧密度在轨连续检测系统

专利名称：	一种空间原子氧密度在轨连续检测系统
摘要：	本发明提供一种空间原子氧密度在轨连续检测系统，涉及空间环境探测技术领域。该空间原子氧密度在轨连续检测系统包括微型原子氧密度传感器、原子氧监测电路、控温及测温电路和紫外光源，微型原子氧密度传感器包括基底、支撑层、下绝缘层、上绝缘层、加热及测温电阻薄膜、加热及测温引线窗口、传感电极和纳米氧化锌薄膜。本发明利用纳米结构增强ZnO半导体薄膜原子氧传感灵敏度、高集成度微型传感MEMS器件设计降低系统尺寸及功耗等有益方案的结合，可实现空间原子氧密度的在轨连续监测，具有高灵敏度、高寿命、快速响应、小尺寸、低功耗等优点。该空间原子氧密度在轨连续检测系统可用于地面模拟设备原子氧密度和空间环境中的原子氧密度探测。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	甘肃;62
申请人：	兰州空间技术物理研究所
发明人：	马东锋;李中华;曹生珠;何延春;张凯峰;左华平;熊玉卿;李毅;成功;汪科良;冯兴国;高恒蛟;李得天
专利状态：	有效
申请日期：	2023-07-31T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-24T00:00:00+0800
申请号：	CN202310953188.0
公开号：	CN117110132A
代理机构：	北京元理果知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	饶小平
分类号：	G01N9/00;G;G01;G01N;G01N9;G01N9/00
申请人地址：	730010 甘肃省兰州市城关区飞雁街100号
主权项：	1.一种空间原子氧密度在轨连续检测系统，其特征在于，包括：微型原子氧密度传感器、原子氧监测电路、控温及测温电路和紫外光源，所述微型原子氧密度传感器包括：基底、支撑层、下绝缘层、上绝缘层、加热及测温电阻薄膜、加热及测温引线窗口、传感电极和纳米氧化锌薄膜，其中，所述基底上依次层叠设置所述支撑层、下绝缘层和上绝缘层；所述基底呈框状，与所述支撑层之间形成悬空支撑结构；所述下绝缘层和上绝缘层中包覆有所述加热及测温电阻薄膜，所述加热及测温引线窗口开设于所述上绝缘层中，并与所述加热及测温电阻薄膜的引出端相连；所述上绝缘层表面依次层叠设置所述传感电极和纳米氧化锌薄膜，所述传感电极与所述纳米氧化锌薄膜形成欧姆接触，所述控温及测温电路与所述加热及测温电阻薄膜的引出端连接；所述原子氧监测电路与所述传感电极的引出端连接；所述紫外光源用于辐照所述纳米氧化锌薄膜。 2.根据权利要求1所述的空间原子氧密度在轨连续检测系统，其特征在于，所述基底的材料为单晶硅、绝缘层上硅、碳化硅、氧化硅、氧化铝中的一种；所述基底的厚度为0.2～0.5mm，所述基底外框的尺寸为2～10mm×2～10mm。 3.根据权利要求1所述的空间原子氧密度在轨连续检测系统，其特征在于，所述基底选择SOI衬底，所述SOI衬底包括底层硅、埋氧层和顶层硅，所述顶层硅即作为所述支撑层，所述底层硅厚度为200～500μm，所述埋氧层厚度为0.5～2μm，所述顶层硅厚度为2～60μm。 4.根据权利要求1所述的空间原子氧密度在轨连续检测系统，其特征在于，所述紫外光源为365nm单波长LED光源，或者多波长紫外LED光源的组合。 5.根据权利要求1所述的空间原子氧密度在轨连续检测系统，其特征在于，所述基底选择单晶硅衬底，所述支撑层的材料为多晶硅、氮化硅、碳化硅、氧化硅中的至少一种。 6.根据权利要求5所述的空间原子氧密度在轨连续检测系统，其特征在于，所述单晶硅衬底的厚度为200～500μm，所述支撑层的厚度为0.4～20μm；当所述支撑层选择氮化硅、碳化硅或氧化硅时，所述支撑层同时作为下绝缘层。 7.根据权利要求1所述的空间原子氧密度在轨连续检测系统，其特征在于，所述上绝缘层和下绝缘层的材料为氧化硅和/或氮化硅，厚度为50～500nm。 8.根据权利要求1所述的空间原子氧密度在轨连续检测系统，其特征在于，所述传感电极图形化为叉指电极对；所述传感电极的引出端为至少两根；所述传感电极的材料为金或铂。 9.根据权利要求1所述的空间原子氧密度在轨连续检测系统，其特征在于，所述加热及测温电阻薄膜图形化为蛇形或双螺旋形；所述加热及测温电阻薄膜的引出端为至少两根，优选的，所述加热及测温电阻薄膜的引出端为四根，并分别与单个所述加热及测温引线窗口相连；所述加热及测温电阻薄膜的材料为铂。 10.根据权利要求1所述的空间原子氧密度在轨连续检测系统，其特征在于，所述纳米氧化锌薄膜为氧化锌纳米颗粒、纳米线、纳米柱、纳米片中的至少一种。
所属类别：	发明专利