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原文传递一种便携式光学气体传感器

专利名称：	一种便携式光学气体传感器
摘要：	本发明公开的一种便携式光学气体传感器，包括第一衬底和功能单元，所述功能单元至少包括第二衬底和依次制备在第二衬底上的热阻材料层、电绝缘介质层、光吸收层，以及设置在热阻材料层上的电极；所述光吸收层形成光栅，具有不同的吸收波长；所述电极与光吸收层隔离；本发明采用光吸收层和热阻材料结合的器件架构，使得在低成本和易与驱动电路集成的硅材料衬底上能通过光热电的效应实现具有波长选择性的红外探测，即获得大工作波长范围的单片集成的气体传感器检测能力，且能进行气体浓度检测和光谱检测，适用范围广。
专利类型：	发明专利
申请人：	暨南大学
发明人：	陈沁;文龙;梁丽
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
申请号：	CN201911395821.9
公开号：	CN111060466A
代理机构：	广州市华学知识产权代理有限公司
代理人：	陈宏升
分类号：	G01N21/31;G01N27/04;G;G01;G01N;G01N21;G01N27;G01N21/31;G01N27/04
申请人地址：	510632 广东省广州市天河区黄埔大道西601号
主权项：	1.一种便携式光学气体传感器，其特征在于，所述传感器包括第一衬底和功能单元，所述功能单元至少包括第二衬底和依次制备在第二衬底上的热阻材料层、电绝缘介质层、光吸收层，以及设置在热阻材料层上的电极；所述第二衬底制备在第一衬底上，所述光吸收层形成光栅，所述电极与光吸收层隔离。 2.根据权利要求1所述的一种便携式光学气体传感器，其特征在于，所述功能单元与第一衬底形成空气间隔，并通过低热导且高电导材料连接；所述低热导且高电导材料为金属钨、钛酸钡、纳米氧化锌、纳米氧化铟、纳米硒化锡之中的一种或两种及以上组合，其厚度为0.05-2微米。 3.根据权利要求1所述的一种便携式光学气体传感器，其特征在于，所述衬底在功能单元区域形成薄膜，所述薄膜边缘与热阻材料层边缘间隔不小于K微米，K＝300微米。 4.根据权利要求1所述的一种便携式光学气体传感器，其特征在于，所述第一衬底采用硅或SOI，第二衬底采用采用硅、氮化硅和氧化硅之中任意一种或两种及以上组合；其中，所述第二衬底采用一维光栅或二维光栅或平板薄膜结构。 5.根据权利要求4所述的一种便携式光学气体传感器，其特征在于，所述光吸收层由金属或类金属材料的连续膜形成光栅；所述热阻材料层和电绝缘介质层形成光栅或平板薄膜结构，其它层依次制备。 6.根据权利要求5所述的一种便携式光学气体传感器，其特征在于，所述金属或类金属材料包括金、银、铜、铝、钛、镍、铬、氮化钛、氮化锆和石墨烯之中的任意一种或两种及以上的组合，所述光吸收层厚度为0.02-0.3微米。 7.根据权利要求1和5任一权利要求所述的一种便携式光学气体传感器，其特征在于，所述光栅采用一维光栅或二维光栅，其周期为传感器工作波长的0.5-2倍，所述光栅高度为0.03-2微米。 8.根据权利要求1所述的一种便携式光学气体传感器，其特征在于，所述热阻材料层采用氧化钒、非晶硅、镍、铋、铂、锑、钛、锰、钴和氧化镍之中任意一种或两种及以上组合，所述热阻材料层厚度为0.05-1微米。 9.根据权利要求1所述的一种便携式光学气体传感器，其特征在于，所述电绝缘介质层采用氮化硅、氧化硅、氧化铝、氧化镁和氧化铪之中的任意一种或两种及以上的组合，所述电绝缘介质层厚度为0.02-0.1微米。 10.根据权利要求1所述的一种便携式光学气体传感器，其特征在于，将具有不同吸收波长的光吸收层的传感器制备成阵列，用于片上气体光谱检测。
所属类别：	发明专利