CN112014431A - 一种基于二硫化钼的高灵敏湿度探测器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于二硫化钼的高灵敏湿度探测器，包括：基底、凹槽、二硫化钼层、第一电极、第二电极，在基底上设有凹槽，凹槽内设有聚酰亚胺材料，二硫化钼层覆盖聚酰亚胺材料和基底的表面，第一电极和第二电极设置在二硫化钼层上，第一电极和第二电极分别置于凹槽的两侧。应用时，本发明的湿度探测器置于待测环境中，聚酰亚胺材料吸湿膨胀，改变了二硫化钼层的导电特性，通过测量二硫化钼层导电特性的变化实现湿度探测。因为二硫化钼层的导电特性严重地依赖于其栅极电压，所以本发明具有探测灵敏度高的优点。

Description

一种基于二硫化钼的高灵敏湿度探测器

技术领域

本发明涉及湿度探测领域，具体涉及一种基于二硫化钼的高灵敏湿度探测器。

背景技术

湿度控制涉及工业和农业的各个领域。因此，湿度探测非常重要。传统湿度探测的灵敏度低。探索基于新原理的湿度探测技术对提升湿度的精确控制意义重大。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种基于二硫化钼的高灵敏湿度探测器，包括：基底、凹槽、二硫化钼层、第一电极、第二电极，在基底上设有凹槽，凹槽内设有聚酰亚胺材料，二硫化钼层覆盖聚酰亚胺材料和基底的表面，第一电极和第二电极设置在二硫化钼层上，第一电极和第二电极分别置于凹槽的两侧。

更进一步地，在凹槽的上侧，二硫化钼层中设有孔洞。

更进一步地，在二硫化钼层的上方还设有第二二硫化钼层。

更进一步地，第二二硫化钼层中二硫化钼的层数少于5层。

更进一步地，在二硫化钼层的上方还设有石墨烯层。

更进一步地，石墨烯层中石墨烯的层数少于5层。

更进一步地，基底的材料为绝缘材料。

更进一步地，聚酰亚胺材料不低于所述基底的表面。

更进一步地，二硫化钼层中二硫化钼的层数少于5层。

更进一步地，第一电极和第二电极的材料为金。

本发明的有益效果：本发明提供了一种基于二硫化钼的高灵敏湿度探测器，包括：基底、凹槽、二硫化钼层、第一电极、第二电极，在基底上设有凹槽，凹槽内设有聚酰亚胺材料，二硫化钼层覆盖聚酰亚胺材料和基底的表面，第一电极和第二电极设置在二硫化钼层上，第一电极和第二电极分别置于凹槽的两侧。应用时，本发明的湿度探测器置于待测环境中，聚酰亚胺材料吸湿膨胀，挤压二硫化钼层，二硫化钼层产生压电效应，相当于对二硫化钼层施加了栅极电压，改变了二硫化钼层的导电特性，通过测量二硫化钼层导电特性的变化实现湿度探测。因为二硫化钼层的导电特性严重地依赖于其栅极电压，所以本发明具有探测灵敏度高的优点。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是一种基于二硫化钼的高灵敏湿度探测器的示意图。

图2是又一种基于二硫化钼的高灵敏湿度探测器的示意图。

图中：1、基底；2、凹槽；3、二硫化钼层；4、第一电极；5、第二电极；6、孔洞。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1

本发明提供了一种基于二硫化钼的高灵敏湿度探测器。如图1所示，该基于二硫化钼的高灵敏湿度探测器包括基底1、凹槽2、二硫化钼层3、第一电极4、第二电极5。在基底1上设有凹槽2，凹槽2内设有聚酰亚胺材料。基底1的材料为绝缘材料，绝缘电流。二硫化钼层3覆盖聚酰亚胺材料和基底1的表面，至少二硫化钼层3覆盖部分聚酰亚胺层和部分基底，以实现本发明的效果。第一电极4和第二电极5设置在二硫化钼层3上，第一电极4和第二电极5分别置于凹槽2的两侧，用以探测凹槽2内聚酰亚胺材料对二硫化钼层3导电特性的影响。第一电极4和第二电极5的材料为贵金属。优选地，第一电极4和第二电极5的材料为金。

应用时，本发明的湿度探测器置于待测环境中，至少聚酰亚胺材料和二硫化钼层3置于待测环境中，聚酰亚胺材料吸湿膨胀，挤压二硫化钼层3，二硫化钼层3产生压电效应，相当于对二硫化钼层3施加了栅极电压，改变了二硫化钼层3的导电特性，通过测量二硫化钼层3导电特性的变化实现湿度探测。因为二硫化钼层3的导电特性严重地依赖于其栅极电压，所以本发明具有探测灵敏度高的优点。

更进一步地，聚酰亚胺材料不低于基底1的表面。这样一来，当聚酰亚胺材料吸湿膨胀时，能够更多地挤压二硫化钼层3，在二硫化钼层3上产生更强的压电效应，更多地改变二硫化钼层3的导电特性，从而提高湿度探测的灵敏度。

更进一步地，二硫化钼层3中二硫化钼的层数少于5层。这样一来，压力对二硫化钼层3导电特性的影响更大，压力能够更多地改变二硫化钼层3导电特性的相对变化，提高湿度探测的灵敏度。

实施例2

在实施例1的基础上，如图2所示，在凹槽2的上侧，二硫化钼层3中设有孔洞6。一方面，这些孔洞6使得凹槽2中的聚酰亚胺材料与环境直接接触，便于聚酰亚胺材料吸收环境中的水分，从而使得聚酰亚胺材料吸湿更多，产生更多的膨胀；另一方面，孔洞6减小了二硫化钼层3中二硫化钼的量，减少了二硫化钼的总量，当聚酰亚胺材料吸湿膨胀时，承受挤压力的二硫化钼数量减少了，从而在二硫化钼层3中产生更强的压电效应，更多地改变二硫化钼层3的导电特性，提高湿度探测的灵敏度。

实施例3

在实施例2的基础上，在二硫化钼层3的上方还设有第二二硫化钼层。第二二硫化钼层中二硫化钼的层数少于5层。这样一来，当聚酰亚胺材料吸湿膨胀时，改变二硫化钼层3与第二二硫化钼层之间的距离或接触界面，从而改变由二硫化钼层3与第二二硫化钼层构成的复合层的导电特性，从而增加湿度探测的灵敏度。

实施例4

在实施例2的基础上，在二硫化钼层3的上方还设有石墨烯层。石墨烯层中石墨烯的层数少于5层。这样一来，当聚酰亚胺材料吸湿膨胀时，改变二硫化钼层3与石墨烯层之间的距离或接触界面，从而改变由二硫化钼层3与石墨烯层构成的复合层的导电特性，从而增加湿度探测的灵敏度。

实施例5

在实施例1的基础上，还包括聚酰亚胺材料颗粒，聚酰亚胺材料颗粒置于二硫化钼层3上，置于二硫化钼层3上的聚酰亚胺材料颗粒更容易吸收环境中的水分，并将水分传递给凹槽内的聚酰亚胺材料，从而使得凹槽2内的聚酰亚胺材料产生更多的膨胀，从而提高湿度探测的灵敏度。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于二硫化钼的高灵敏湿度探测器，其特征在于，包括：基底、凹槽、二硫化钼层、第一电极、第二电极，在所述基底上设有所述凹槽，所述凹槽内设有聚酰亚胺材料，所述二硫化钼层覆盖所述聚酰亚胺材料和所述基底的表面，所述第一电极和所述第二电极设置在所述二硫化钼层上，所述第一电极和所述第二电极分别置于所述凹槽的两侧。

2.如权利要求1所述的基于二硫化钼的高灵敏湿度探测器，其特征在于：在所述凹槽的上侧，所述二硫化钼层中设有孔洞。

3.如权利要求2所述的基于二硫化钼的高灵敏湿度探测器，其特征在于：在所述二硫化钼层的上方还设有第二二硫化钼层。

4.如权利要求3所述的基于二硫化钼的高灵敏湿度探测器，其特征在于：所述第二二硫化钼层中二硫化钼的层数少于5层。

5.如权利要求2所述的基于二硫化钼的高灵敏湿度探测器，其特征在于：在所述二硫化钼层的上方还设有石墨烯层。

6.如权利要求5所述的基于二硫化钼的高灵敏湿度探测器，其特征在于：所述石墨烯层中石墨烯的层数少于5层。

7.如权利要求1-6任一项所述的基于二硫化钼的高灵敏湿度探测器，其特征在于：所述基底的材料为绝缘材料。

8.如权利要求7所述的基于二硫化钼的高灵敏湿度探测器，其特征在于：所述聚酰亚胺材料不低于所述基底的表面。

9.如权利要求8所述的基于二硫化钼的高灵敏湿度探测器，其特征在于：所述二硫化钼层中二硫化钼的层数少于5层。

10.如权利要求9所述的基于二硫化钼的高灵敏湿度探测器，其特征在于：所述第一电极和所述第二电极的材料为金。

Images