CN110615401B - 一种基于二维金属薄膜的石墨烯谐振式气体传感器的制备工艺 - Google Patents

一种基于二维金属薄膜的石墨烯谐振式气体传感器的制备工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN110615401B
CN110615401B CN201910748996.7A CN201910748996A CN110615401B CN 110615401 B CN110615401 B CN 110615401B CN 201910748996 A CN201910748996 A CN 201910748996A CN 110615401 B CN110615401 B CN 110615401B
Authority
CN
China
Prior art keywords
follows
graphene
ppa
metal electrode
rectangular groove
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910748996.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110615401A (zh
Inventor
王权
王江涛
宋雨龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu University
Original Assignee
Jiangsu University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu University filed Critical Jiangsu University
Priority to CN201910748996.7A priority Critical patent/CN110615401B/zh
Publication of CN110615401A publication Critical patent/CN110615401A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110615401B publication Critical patent/CN110615401B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
    • B81B3/0018—Structures acting upon the moving or flexible element for transforming energy into mechanical movement or vice versa, i.e. actuators, sensors, generators
    • B81B3/0032—Structures for transforming energy not provided for in groups B81B3/0021 - B81B3/0029
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
    • B81B3/0064—Constitution or structural means for improving or controlling the physical properties of a device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
    • B81C1/00134—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems comprising flexible or deformable structures
    • B81C1/00142—Bridges
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/02—Sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/02—Sensors
    • B81B2201/0292—Sensors not provided for in B81B2201/0207 - B81B2201/0285

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

本发明属于传感器技术领域，涉及一种石墨烯谐振式气体传感器，尤其涉及一种基于二维金属薄膜的石墨烯谐振式气体传感器的制备工艺。本发明通过将作为催化剂的二维金属薄膜镶嵌进石墨烯谐振梁中，实现了催化剂与石墨烯谐振梁通过化学键的方式连接，克服了催化剂与石墨烯谐振梁之间连接不牢靠的问题，改善了石墨烯谐振式气体传感器的质量问题。

Description

一种基于二维金属薄膜的石墨烯谐振式气体传感器的制备 工艺
技术领域
本发明涉及一种石墨烯谐振式气体传感器，特别涉及一种基于二维金属薄膜的石墨 烯谐振式气体传感器的制备工艺。
背景技术
随着科学技术的发展和工艺规模逐渐扩大，在生产中使用和生产过程中产生的有害 气体种类和数量也不断提高，致使大气污染日益严重，造成严重的环境问题，对人类生存造成了极大威胁，实时地对各种有毒、有害及可燃性气体进行监测是极为必要的。
传统的谐振式气体传感器属于二次敏感原理，即通过涂在谐振梁表面的一层敏感物 质对特定的被测气体分子的吸附作用，使得梁的质量发生变化，从而引起了谐振梁固有频率的变化。谐振梁需要在附加催化剂和敏感物质的质量条件下进行振动，导致谐振器 的能量耗损大和敏感性低等问题，由于催化剂和谐振梁之间是通过非化学键连接的，接 触不牢靠，所以谐振器中也存在质量差和重复利用率低的问题。
发明内容
本发明的目的正是基于传统谐振式气体传感器附加催化剂与谐振梁间连接不牢靠 的问题，提出了一种基于二维金属薄膜的石墨烯谐振式气体传感器的制备工艺。
本发明是通过以下技术措施构成的技术方案实现的。
本发明提出的一种基于二维金属薄膜的石墨烯谐振式气体传感器的制备工艺，包括 以下步骤：
步骤1：使用无水乙醇和去离子水依次对Si基板表面进行超声清洗。
步骤2：在Si基板上面旋涂PPA，采用纳米3D结构直写机在PPA上刻蚀出一个矩 形槽。通过电子束蒸镀EBE技术在上述矩形槽内先沉积一层Ti材料，再沉积一层Au-Pt 合金材料，沉积完成后，利用纳米3D结构直写机去除掉剩余的PPA，得到的金属块作 为栅极金属电极。
步骤3：在Si基板表面通过化学气相沉积CVD方法沉积一层SiO2介质层，将栅极 金属电极完全包裹在SiO2介质层的里面。
步骤4：通过化学气相沉积CVD方法制备出单层的石墨烯薄膜，采用聚焦离子束FIB在石墨烯薄膜的中间位置刻蚀出一个纳米孔。通过电子束蒸镀EBE方法在纳米孔中 填充一层金属材料，放入保温炉中处理使之在石墨烯薄膜中形成一层二维金属薄膜。最 后通过聚焦离子束FIB切割出所需要的石墨烯谐振梁尺寸，其中二维金属薄膜位于石墨 烯谐振梁的中心位置。
步骤5：通过湿法转移的方法将石墨烯谐振梁转移到步骤3所制备的SiO2介质层上面，使石墨烯谐振梁中的二维金属薄膜正好位于栅极金属电极的正上方，石墨烯谐振梁 的两端并相对于栅极金属电极对称。
步骤6：在步骤5所得器件的上面旋涂PPA，采用纳米3D结构直写机在PPA上刻 蚀出两个大小相同的矩形槽。通过电子束蒸镀EBE方法在上述矩形槽内先沉积一层Ti 材料，再沉积一层Au-Pt合金材料，最后利用纳米3D结构直写机去除掉剩余的PPA， 得到的两个金属块依次作为源极金属电极和漏极金属电极。
步骤7：在步骤6所得器件上面再次旋涂PPA，采用纳米3D结构直写机在PPA上 刻蚀出一个矩形槽。
步骤8：在常温下，将步骤7所得器件放入氢氟酸HF溶液中，腐蚀上述矩形槽底 部的SiO2介质层形成谐振沟道。最后将所得器件从氢氟酸HF溶液中打捞出来，在清水 中清洗干净，通过纳米3D结构直写机将所得器件上剩余的直写胶PPA去除掉。
步骤9：制备掩膜板，利用光刻处理，刻蚀出栅极金属电极的一端，并刻蚀掉其上方的SiO2介质层。
步骤10：在石墨烯谐振梁的二维金属薄膜上修饰聚合物涂层，得到基于二维金属薄 膜的石墨烯谐振式气体传感器。
步骤1中：超声功率为：30～45W,清洗的时间为：3～5分钟。
步骤2中：PPA类型为：聚苯二醛，粘度为：3cp，旋涂机的转速为：3000～7000r/min，旋涂时间为：15s，最终达到的效果为：PPA的厚度200nm；矩形槽的位置：PPA的中 间位置；矩形槽的深度为：200nm，长度为：1000nm，宽度为：500nm；沉积的Ti材 料厚度为：100nm，沉积的Au-Pt合金材料的厚度为：100nm。
步骤3中：SiO2介质层的厚度为600nm。
步骤4中：单层石墨烯薄膜的尺寸应大于等于5000nm×5000nm；纳米孔的直径为：5～20nm；填充的材料为：Au或Pt材料；保温炉的温度：1200℃，处理时间为30s； 石墨烯谐振梁的长度为2500～3000nm，宽度为500nm。
步骤6中：PPA的粘度为：5cp，旋涂机的转速为：1000～2000r/min，旋涂时间为：30s，最终达到的效果为：PPA的厚度为：1000nm；两个矩形槽的位置：分别与石墨烯 谐振梁的一端接触，并相对于栅极金属电极对称，两矩形槽相邻边的距离为：1000～2000 nm；矩形槽的深度为：1000nm，长度为：1000nm，宽度为：1000nm；沉积Ti的厚度 为：200nm，沉积Au-Pt合金材料的厚度为：800nm。
步骤7中：PPA的粘度为：3cp，旋涂机的转速为：3000～7000r/min，旋涂时间为：15s，最终达到的效果为：PPA厚度为：200nm；矩形槽的位置：源极金属电极和漏极 金属电极的中间位置，并且与石墨烯谐振梁中心对齐；矩形槽的深度为：200nm，长度 为：比源极金属电极和漏极金属电极的间距小100nm，宽度为：1000nm。
步骤8中：氢氟酸HF溶液的浓度为：15％，腐蚀时间为：2～4小时。最终的效果 为：SiO2介质层被腐蚀的厚度为：100～200nm。故谐振沟道的深度为：100～200nm，沟 道长度为：比源极金属电极和漏极金属电极的间距小100nm，宽度为：1000nm。
步骤9中：掩膜板为回字型掩膜板，厚度为1000nm，其中包含一个矩形槽，矩形 槽的长度为：谐振沟道长度，宽度为：300nm，深度为：1000nm；矩形槽的位置：宽 度方向与谐振沟道的宽度方向中心对称，长边与石墨烯谐振梁(6)的一条临边重叠； 最终，栅极金属电极(3)暴露出来的长度为250nm。
步骤10中：聚合物涂层为聚苯乙烯
将本发明制备的基于二维金属薄膜的石墨烯谐振式气体传感器用于气体的检测的 用途，即用于检测丙酮的用途。
本发明的有益效果为：
由于石墨烯具有巨大的比表面积，在谐振器气体传感器方面具有广泛的应用前景， 本文提出了一种基于二维金属薄膜的石墨烯谐振式气体传感器。相比于在石墨烯谐振梁 上面沉积一层敏感物质，通过将敏感物质镶嵌进石墨烯薄膜中，使之通过键的连接，让敏感物质与石墨烯谐振梁的接触更牢固，从而改善了石墨烯谐振式气体传感器的质量。
附图说明
图1在Si基板旋涂PPA的结构示意图。
图2栅极金属电极制备的结构示意图。
图3 Si基板上沉积SiO2介质层的结构示意图。
图4石墨烯薄膜中纳米孔制备的结构示意图。
图5石墨烯谐振梁制备的结构示意图。
图6石墨烯谐振梁转移的结构示意图。
图7在SiO2介质层上旋涂PPA的结构示意图。
图8源极金属电极和漏极金属电极制备的结构示意图
图9石墨烯谐振器沟道两端旋涂PPA的结构示意图。
图10 HF溶液腐蚀后的结构示意图。
图11掩膜板覆盖的结构示意图。
图12石墨烯谐振器器件曝光后的结构示意图。
图13涂有聚合物涂层的结构示意图。
图中：1-Si基板；2-PPA；3-栅极金属电极；4-SiO2介质层；5-石墨烯薄膜；6-石墨烯谐振梁；7-二维金属薄膜；8-漏极金属电极；9-源极金属电极；10-掩膜板；11-聚合物 涂层。
具体实施方法
下面通过具体实施实例进一步说明本发明的实质性特点和显著的进步，但本发明绝 非仅仅限于所述的实施例。
实施例1：
步骤1：使用无水乙醇和去离子水依次对Si基板1表面进行超声清洗，其中：超声功率为：30～45W,清洗的时间为：3～5分钟。
步骤2：在Si基板1表面旋涂厚度为200nm的PPA 2，PPA 2的类型为：聚苯二醛， 粘度为：3cp，旋涂机的转速为：4500r/min，旋涂时间为：15s。采用纳米3D结构直 写机在PPA上刻蚀出一个矩形槽，矩形槽的位置：PPA 2的中间位置，矩形槽的深度为： 200nm，长度为：1000nm，宽度为：500nm，如图1所示。通过电子束蒸镀EBE方法 在上述矩形槽内先沉积一层厚度为100nm的Ti材料，再沉积一层厚度为100nm的Au-Pt 合金材料，沉积完成后，利用纳米3D结构直写机去除掉剩余的PPA 2，得到的金属块 作为栅极金属电极3，如图2所示。
步骤3：在Si基板1表面通过化学气相沉积CVD方法沉积一层厚度为600nm的 SiO2介质层4，将栅极金属电极3完全包裹在SiO2介质层4的里面，如图3所示。
步骤4：通过化学气相沉积CVD方法制备出单层的石墨烯薄膜5，石墨烯薄膜的尺寸为：5000nm×5000nm，采用聚焦离子束FIB在石墨烯薄膜5的中间位置刻蚀出一个 直径为10nm的纳米孔，如图4所示。通过电子束蒸镀EBE方法在纳米孔中填充一层 Au材料，放入1200℃的保温炉中处理30s使之在石墨烯薄膜中形成一层二维金属薄膜 7。最后通过聚焦离子束FIB切割出所需要的石墨烯谐振梁6尺寸，石墨烯谐振梁6的 长度为2500nm，宽度为500nm，其中二维金属薄膜7位于石墨烯谐振梁6的中心位置， 如图5所示。
步骤5：通过湿法转移的方法将石墨烯谐振梁6转移到步骤3所制备的SiO2介质层4表面，使石墨烯谐振梁6中的二维金属薄膜7正好位于栅极金属电极(3)的正上方， 石墨烯谐振梁的两端并相对于栅极金属电极3两边对称，如图6所示。
步骤6：在步骤5所得器件的上面旋涂厚度为1000nm的PPA，PPA的粘度为：5cp， 旋涂机的转速为：1500r/min，旋涂时间为：30s。采用纳米3D结构直写机在PPA上刻 蚀出两个大小相同的矩形槽，两个矩形槽的位置：分别与石墨烯谐振梁的一端接触，并 相对于栅极金属电极对称，两矩形槽相邻边的距离为：1000nm，矩形槽的深度为：1000 nm，长度为：1000nm，宽度为：1000nm，如图7所示。通过电子束蒸镀EBE方法在 上述矩形槽内先沉积一层厚度为200nm的Ti材料，再沉积一层厚度为800nm的Au-Pt 合金材料，最后利用纳米3D结构直写机去除掉剩余的PPA，得到的两个金属块依次作 为源极金属电极9和漏极金属电极8，如图8所示。
步骤7：在步骤6所得器件上面再次旋涂厚度为200nm的PPA，PPA的粘度为：3cp， 旋涂机的转速为：4500r/min，旋涂时间为：15s。采用纳米3D结构直写机在石墨烯谐 振梁上面的PPA上刻蚀出一个矩形槽，矩形槽的位置：源极金属电极和漏极金属电极的 中间位置，并且与石墨烯谐振梁中心对齐；矩形槽的深度为：200nm，长度为：900nm， 宽度为：1000nm，如图9所示。
步骤8：在常温下，将步骤7所述器件放入浓度为15％的氢氟酸HF溶液中，腐蚀 上述矩形槽底部的SiO2介质层4形成谐振沟道，腐蚀2个小时，腐蚀掉的SiO2介质层 (4)厚度为：100nm，最终效果：谐振沟道的深度为：100nm，沟道长度为：900nm， 宽度为：1000nm，如图10所示。最后将所得器件从氢氟酸HF溶液中打捞出来，在清 水中清洗干净，通过纳米3D结构直写机将所得器件上剩余的PPA去除掉。
步骤9：如图11所示，制备回字型的掩膜板10，厚度为1000nm，其中包含一个矩 形槽，矩形槽的长度为：900nm，宽度为：300nm，深度为：1000nm；矩形槽的位置： 宽度方向与谐振沟道的宽度方向中心对称，长边与石墨烯谐振梁6的一条临边重叠；利 用光刻处理，刻蚀出栅极金属电极3的一端，长度为：250nm，并刻蚀掉其上方的SiO2介质层4，如图12所示。
步骤10：在石墨烯谐振梁6的二维金属薄膜7上修饰聚苯乙烯材料，如图13所示，得到了用于检测丙酮气体的石墨烯谐振式气体传感器的制备。
步骤11：根据专利CN 104076199 B提出的一种检测谐振频率的方法及装置，检测本发明在目标环境中谐振频率的变化，最终得到环境中丙酮气体的含量。
首先将石墨烯谐振式气体传感器接入LLC电路中确定扫频范围为：100～500MHz，然后通过电压获取单元获取该谐振式气体传感器在扫频范围100～500MHz内的不同频 率下的电压，接着计算判断单元对电压获取单元获得的电压进行判断，最后通过谐振频 率确定单元确定该谐振式气体传感器的谐振频率。由于本发明的谐振式气体传感器在标 准的电压条件下谐振频率是线性变化的，故可通过谐振频率的数值来判断丙酮气体的含 量。在真空中谐振频率为495.31MHz，在充满丙酮气体环境下的谐振频率为257.4MHz， 若在环境中检测到此时的谐振频率为Q，则此时环境中丙酮气体的含量为：
Figure BDA0002166546600000061
Figure BDA0002166546600000062

Claims (10)

1.一种基于二维金属薄膜的石墨烯谐振式气体传感器的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：使用无水乙醇和去离子水依次对Si基板(1)表面进行超声清洗；
步骤2：在Si基板(1)上面旋涂PPA(2)，采用纳米3D结构直写机在PPA(2)上刻蚀出一个矩形槽；通过电子束蒸镀EBE技术在上述矩形槽内先沉积一层Ti材料，再沉积一层Au-Pt合金材料，沉积完成后，利用纳米3D结构直写机去除掉剩余的PPA(2)，得到的金属块作为栅极金属电极(3)；
步骤3：在Si基板(1)表面通过化学气相沉积CVD方法沉积一层SiO2介质层(4)，将栅极金属电极(3)完全包裹在SiO2介质层(4)的里面；
步骤4：通过化学气相沉积CVD方法制备出单层的石墨烯薄膜(5)，采用聚焦离子束FIB在石墨烯薄膜(5)的中间位置刻蚀出一个纳米孔；通过电子束蒸镀EBE方法在纳米孔中填充一层金属材料，放入保温炉中处理使之在石墨烯薄膜中形成一层二维金属薄膜(7)；最后通过聚焦离子束FIB切割出所需要的石墨烯谐振梁(6)尺寸，其中二维金属薄膜(7)位于石墨烯谐振梁(6)的中心位置；
步骤5：通过湿法转移的方法将石墨烯谐振梁(6)转移到步骤3所制备的SiO2介质层(4)上面，使石墨烯谐振梁(6)中的二维金属薄膜(7)正好位于栅极金属电极(3)的正上方，石墨烯谐振梁的两端并相对于栅极金属电极(3)对称；
步骤6：在步骤5所得器件的上面旋涂PPA，采用纳米3D结构直写机在PPA上刻蚀出两个大小相同的矩形槽；通过电子束蒸镀EBE方法在上述矩形槽内先沉积一层Ti材料，再沉积一层Au-Pt合金材料，最后利用纳米3D结构直写机去除掉剩余的PPA，得到的两个金属块依次作为源极金属电极(9)和漏极金属电极(8)；
步骤7：在步骤6所得器件上面再次旋涂PPA，采用纳米3D结构直写机在PPA上刻蚀出一个矩形槽；
步骤8：在常温下，将步骤7所得器件放入氢氟酸HF溶液中，腐蚀上述矩形槽底部的SiO2介质层(4)形成谐振沟道；最后将所得器件从氢氟酸HF溶液中打捞出来，在清水中清洗干净，通过纳米3D结构直写机将所得器件上剩余的直写胶PPA去除掉；
步骤9：制备掩膜板(10)，利用光刻处理，刻蚀出栅极金属电极(3)的一端，并刻蚀掉其上方的SiO2介质层(4)；
步骤10：在石墨烯谐振梁(6)的二维金属薄膜(7)上修饰聚合物涂层(11)，得到基于二维金属薄膜的石墨烯谐振式气体传感器。
2.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤1中，所述超声功率为：30～45W,清洗的时间为：3～5分钟。
3.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤2中，
所述PPA(2)类型为：聚苯二醛，PPA(2)的粘度为：3cp，旋涂机的转速为：3000～7000r/min，旋涂时间为：15s，最终达到的效果为：PPA(2)的厚度200nm；
矩形槽的位置：PPA(2)的中间位置；
矩形槽的深度为：200nm，长度为：1000nm，宽度为：500nm；
沉积的Ti材料厚度为：100nm，沉积的Au-Pt合金材料的厚度为：100nm。
4.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤3中，所述SiO2介质层(4)的厚度为600nm。
5.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤4中，
所述单层石墨烯薄膜(5 )的尺寸应大于等于5000nm×5000nm；
纳米孔的直径为：5～20nm；
填充的材料为：Au或Pt材料；
保温炉的温度：1200℃，处理时间为30s；
石墨烯谐振梁(6)的长度为2500～3000nm，宽度为500nm。
6.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤6中，
所述PPA的粘度为：5cp，旋涂机的转速为：1000～2000r/min，旋涂时间为：30s，最终达到的效果为：PPA的厚度为：1000nm；
两个矩形槽的位置：分别与石墨烯谐振梁的一端接触，并相对于栅极金属电极(3)对称，两矩形槽相邻边的距离为：1000～2000nm；矩形槽的深度为：1000nm，长度为：1000nm，宽度为：1000nm；
沉积Ti的厚度为：200nm，沉积Au-Pt合金材料的厚度为：800nm。
7.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤7中，
所述PPA的粘度为：3cp，旋涂机的转速为：3000～7000r/min，旋涂时间为：15s，最终达到的效果为：PPA厚度为：200nm；
矩形槽的位置：源极金属电极(9)和漏极金属电极(8)的中间位置，并且与石墨烯谐振梁(6)中心对齐；矩形槽的深度为：200nm，长度为：比源极金属电极(9)和漏极金属电极(8)的间距小100nm，宽度为：1000nm。
8.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤8中，所述氢氟酸HF溶液的浓度为：15％，腐蚀时间为：2～4小时；最终的效果为：SiO2介质层(4)被腐蚀的厚度为：100～200nm；故谐振沟道的深度为：100～200nm，沟道长度为：比源极金属电极(9)和漏极金属电极(8)的间距小100nm，宽度为：1000nm。
9.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤9中，所述掩膜板(10)为回字型掩膜板，厚度为1000nm，其中包含一个矩形槽，矩形槽的长度为：谐振沟道长度，宽度为：300nm，深度为：1000nm；矩形槽的位置：宽度方向与谐振沟道的宽度方向中心对称，长边与石墨烯谐振梁(6)的一条临边重叠；最终，栅极金属电极(3)暴露出来的长度为250nm；步骤10中，所述聚合物涂层(11)为聚苯乙烯。
10.将权利要求1～9任一项所述制备工艺 制备的基于二维金属薄膜的石墨烯谐振式气体传感器用于检测丙酮气体的用途。
CN201910748996.7A 2019-08-14 2019-08-14 一种基于二维金属薄膜的石墨烯谐振式气体传感器的制备工艺 Active CN110615401B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910748996.7A CN110615401B (zh) 2019-08-14 2019-08-14 一种基于二维金属薄膜的石墨烯谐振式气体传感器的制备工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910748996.7A CN110615401B (zh) 2019-08-14 2019-08-14 一种基于二维金属薄膜的石墨烯谐振式气体传感器的制备工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110615401A CN110615401A (zh) 2019-12-27
CN110615401B true CN110615401B (zh) 2022-07-22

Family

ID=68921895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910748996.7A Active CN110615401B (zh) 2019-08-14 2019-08-14 一种基于二维金属薄膜的石墨烯谐振式气体传感器的制备工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110615401B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112234950B (zh) * 2020-09-22 2024-04-09 江苏大学 一种石墨烯电极二硫化钼谐振器及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103296991A (zh) * 2013-04-28 2013-09-11 电子科技大学 基于柔性基板的石墨烯高频纳机电谐振器及其制备工艺
CN109632906A (zh) * 2019-01-17 2019-04-16 广西师范大学 基于石墨烯-金属异质结的气体传感器阵列及其制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7888753B2 (en) * 2006-07-31 2011-02-15 International Business Machines Corporation Ultra-sensitive detection techniques
US20140113416A1 (en) * 2012-06-28 2014-04-24 International Business Machines Corporation Dielectric for carbon-based nano-devices
CN103295912B (zh) * 2013-05-21 2015-12-02 中国电子科技集团公司第十三研究所 一种基于自对准技术的石墨烯晶体管制造方法
EP3735582A4 (en) * 2018-01-04 2021-11-10 Lyten, Inc. RESONANT GAS SENSOR

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103296991A (zh) * 2013-04-28 2013-09-11 电子科技大学 基于柔性基板的石墨烯高频纳机电谐振器及其制备工艺
CN109632906A (zh) * 2019-01-17 2019-04-16 广西师范大学 基于石墨烯-金属异质结的气体传感器阵列及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110615401A (zh) 2019-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105510404B (zh) 一种快速响应的湿度传感器及其制造方法
CN101156228B (zh) 一种制作纳米间隙和纳米间隙传感器的方法
CN104458835B (zh) 一种湿度传感器及其制备方法
CN103630582B (zh) 一种mems湿度传感器及制备方法
JP6285040B2 (ja) 生体分子構造解析用デバイスおよび生体分子構造解析用デバイスの形成方法
CN106226377A (zh) 一种基于石墨烯的场效应晶体管生物传感器及其制备方法
CN102507660B (zh) 一种基于氧化铝纳米线薄膜的湿敏传感器及其制备方法
CN110615401B (zh) 一种基于二维金属薄膜的石墨烯谐振式气体传感器的制备工艺
CN110174197A (zh) 石墨烯基压阻式压力传感器及其制备方法
CN103774088B (zh) 一种sers探针分子自收集微管及其制备方法和应用
WO2015007005A1 (zh) 一种有机单分子层薄膜场效应气体传感器及制备方法
US20180113123A1 (en) Shrink electrode
KR101460066B1 (ko) 대면적 기판에서의 나노웰 어레이 바이오센서 제조방법
CN110726757B (zh) 一种基于埃洛石纳米管的湿度传感器及其制备方法
CN108226236B (zh) 一种集成化湿度传感器及其制作工艺
WO2023148149A1 (en) Graphene sensors and a method of manufacture
CN114965642B (zh) 一种基于原子层沉积半导体沟道的凹槽型场效应晶体管生物传感器
CN105006482B (zh) 一种石墨烯场效应晶体管的制备方法
CN110530969B (zh) 一种基于掺杂金属原子的石墨烯谐振式气体传感器的制备工艺
CN108663426A (zh) 一种葡萄糖传感器电极及其制备方法与应用
CN103928533B (zh) 石墨烯在运动液滴能量转换中的应用及能量收集和运动传感方法
CN207866749U (zh) 一种集成化湿度传感器
CN100386621C (zh) 半径小于500nm的纳米碳圆盘电极的制造方法
CN109580718A (zh) 一种纳米厚度薄膜的制备方法
CN103868969A (zh) 一种氮化硼纳米孔传感器及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant