TWI830496B - 有機氣體感測器 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種有機氣體感測器，包括一第一電極單元、一設置於該第一電極單元的一第一表面的絕緣層、一設置於該絕緣層之上以與該第一電極單元電性隔絕的第二電極單元，及一設置於該絕緣層之上且在電性連接該第一電極單元與該第二電極單元後能與一待測氣體分子作用產生一感應電流的氣體感測層。該氣體感測層包括一有機半導體材料及摻雜於該有機半導體材料內的摻質，該有機半導體材料具有一載子遷移率，且該有機半導體材料的載子遷移率是低於一有機場效電晶體之一有機半導體層的一載子遷移率。
Description
本發明是有關於一種氣體感測器，特別是指一種有機氣體感測器。
隨著醫療保健系統的發展，提前追蹤或預防疾病對於患者來說變得更加重要，這可能會增加患者的康復概率並挽回患者生命。對於初步診斷來說，測量人類呼出氣體中所含有機化合物(VOC)，已被認為是檢測癌症或糖尿病等患者的一種直接且具有成本效益的方法。舉例來說，患有慢性腎病(CKD)的患者可能存在尿素排泄減少的問題，這意味著患者體內的氮水平通常高於正常人。在傳統的檢測中，通常是進行血液測試以獲取血液尿素氮(BUN)水平。近年來，許多報導表明呼吸氨(breath-NH
3)與BUN水平有很強的關聯性。為了測量呼吸氨，目前已經開發了幾種方法，但大多數方法體積龐大且價格昂貴。基於有機半導體的氣體感測器是實現可攜式、低成本且易於使用的實時檢測感測器的最具潛力的替代品。
雖然有機半導體氣體感測器目前具有上述特點；然而，相較於無機氣體感測器，以有機材料為主的氣體感測器則是存在有操作電流低的問題，此導致其影響了氣體感測器的精度。
經上述說明可知，改良有機氣體感測器以提升其運作時的操作電流，是本案所屬技術領域中的相關技術人員有待突破的課題。
因此，本發明的目的，即在提供一種能提升運作時的操作電流之有機氣體感測器。
於是，本發明之有機氣體感測器，包括一第一電極單元、一設置於該第一電極單元的一第一表面的絕緣層、一設置於該絕緣層之上以與該第一電極單元電性隔絕的第二電極單元，及一設置於該絕緣層之上且在電性連接該第一電極單元與該第二電極單元後能與一待測氣體分子作用產生一感應電流的氣體感測層。該氣體感測層包括一有機半導體材料及摻雜於該有機半導體材料內的摻質，該有機半導體材料具有一載子遷移率，且該有機半導體材料的載子遷移率是低於一有機場效電晶體(organic field-effect transistor，簡稱OFET)之一有機半導體層的一載子遷移率。
本發明的功效在於：在低載子遷移率的該有機半導體材料內摻雜有摻質以成為該氣體感測層，能使有機氣體感測器於運作時的操作電流顯著地提升，並於運作時具有較大的電流降及良好的線性度，且在老化數週後表現出良好的再現性。
參閱圖3，本發明之有機氣體感測器的一實施例，包括一第一電極單元21、一設置於該第一電極單元21的一第一表面的絕緣層22、一設置於該絕緣層22之上以與該第一電極單元21電性隔絕的第二電極單元23，及一設置於該絕緣層22之上且在電性連接該第一電極單元21與該第二電極單元23後能與一待測氣體分子作用產生一感應電流的氣體感測層24。該氣體感測層24包括一有機半導體材料及摻雜於該有機半導體材料內的摻質。該有機半導體材料具有一載子遷移率，且該有機半導體材料的載子遷移率是低於一有機場效電晶體之一有機半導體層的一載子遷移率。
較佳地，該有機半導體材料的載子遷移率是介於1×10
-7cm
2/Vs至1×10
-3cm
2/Vs間；更佳地，該有機半導體材料的載子遷移率是介於1×10
-4cm
2/Vs至1×10
-3cm
2/Vs間。
適用於本發明該實施例之有機半導體材料是選自同時具有一推電子基團(electron donating group)與一拉電子基團(electron withdrawing group)的一高分子有機半導體材料或一小分子有機半導體材料。
較佳地，該推電子基團是選自咔唑(carbazole)或苯並二噻吩(benzodithiophene)；該拉電子基團是選自噻吩並噻吩(thienothiophene)、三嗪(triazine)或三苯基甲矽烷基(triphenylsilyl)。
更佳地，該高分子有機半導體材料是聚[[4,8-雙[(2-乙基己基)氧基]苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基][3-氟-2-[(2-乙基己基)羰基]噻吩并[3,4-b]噻吩二基]](Poly[[4,8-bis[(2-ethylhexyl)oxy]benzo[1,2-b:4,5-b']dithiophene-2,6-diyl][3-fluoro-2-[(2-ethylhexyl)carbonyl]thieno[3,4-b]thiophenediyl，以下簡稱PTB7)；該小分子有機半導體材料是選自2,4-二苯基-6-雙(12-苯基吲哚)[2,3-a]咔唑-11-基)-1,3,5-三嗪[2,4-diphenyl-6-bis(12-phenylindolo)[2,3-a] carbazol-11-yl)-1,3,5-triazine，以下簡稱DIC-TRZ]，或9-(4-叔丁基苯基)-3,6-雙(三苯基甲矽烷基)-9H-咔唑, 9-[4-(1,1-二甲基乙基)苯基]-3,6-雙(三苯基甲矽烷基)-9H-咔唑[9-(4-tert-Butylphenyl)-3,6-bis(triphenylsilyl)-9H-carbazole, 9-[4-(1,1-Dimethylethyl)phenyl]-3,6-bis(triphenylsilyl)-9H-carbazole，以下簡稱CzSi]。須說明的是，PTB7與DIC-TRZ的載子遷移率是介於1×10
-4cm
2/Vs至1×10
-3cm
2/Vs間。
較佳地，摻雜於該有機半導體材料中的摻質是選自2,3,4,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰基醌二甲烷(2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane，以下簡稱F4-TCNQ)、1,4,5,8,9,11-六氮雜苯並苯六甲腈(1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylenehexacarbonitrile，以下簡稱HAT-CN)或氧化鉬(MoO
3)。
較佳地，摻雜於該有機半導體材料中的摻質的濃度是介於0.5 wt%至5 wt%間；更佳地，摻雜於該有機半導體材料中的摻質的濃度是介於0.5 wt%至2 wt%間。
較佳地，本發明該實施例之有機氣體感測器在一驅動電壓為5 V的條件下具有一大於1×10
-5A的操作電流，且所能檢測的氣體濃度是介於100 ppb至2000 ppb間。
在本發明該實施例中，是以該第二電極單元23是設置於該絕緣層22上，且該氣體感測層24是設置於該第二電極單元23上為例作說明，並以該第一電極單元21包括一玻璃基板211及一形成於該玻璃基板211上的氧化銦錫(ITO)透明導電膜212為例作說明，但其不限於此。較佳地，參閱圖1，本發明該實施例還包含一設置於該第二電極單元23與該絕緣層22間的表面改質層25；此外，本發明該實施例之有機氣體感測器還設有複數貫穿該絕緣層22、表面改質層25與第二電極單元23的貫孔20，從而透過該等貫孔20對該絕緣層22、表面改質層25與第二電極單元23各自對應地定義出複數彼此間隔設置的絕緣區221、表面改質區251與第二電極區231。
在本發明的另一實施例中(圖未示)，該氣體感測層24也可以是直接設置在該絕緣層22上，且該第二電極單元23是直接設置在該氣體感測層24上，以使該另一實施例形成一絕緣層22/氣體感測層24/第二電極單元23之膜層結構，而位於該膜層結構之最上層的第二電極單元23是經由一黃光微影技術使其成為一具有一沿一第一方向延伸的主電極部，及複數沿垂直於該第一方向的第二方向彼此間隔排列且自該主電極部沿該第一方向延伸的梳部的梳狀電極，從而使該另一實施例之有機氣體感測器成為一具有微米級垂直通道的有機氣體感測器。
＜原物料＞
ITO玻璃基板(7 Ω/square)是購自昱昌材料科技股份有限公司。8 wt%的聚(4-乙烯基苯酚)[poly (4-vinylphenol)，以下簡稱PVP]溶於丙二醇單甲基醚(propylene glycol monomethyl ether，以下簡稱PGMEA)是購自友和貿易(UNI-ONWARD)股份有限公司。聚(3-己基噻吩-2,5-二基)[Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl，以下簡稱P3HT]是購自Uni-Region Bio-Tech，型號為UR-P3H001，濃度＞99%。PTB7是購自Solarmer，濃度＞99%。F4-TCNQ是購自Uni-Region，型號為F4001。聚苯乙烯(polystyrene，以下簡稱PS)奈米球，直徑200 nm。氯苯(chlorobenzene)購自友和貿易(UNI-ONWARD)股份有限公司，型號為AL-284513。異丙醇(isopropyl alcohol，以下簡稱IPA)購自曉鋒有限公司，型號為EL-S1。DIC-TRZ是購自機光科技，純度＞99.5%。
＜比較例1(CE1)＞
本發明之有機氣體感測器的一比較例1(CE1)的製法，是詳細說明如後。
首先，將一ITO玻璃基板暴露在100 W的氧電漿中10分鐘，以對該ITO玻璃基板進行親水性處理(hydrophilic treatment)。接著，溶解在PGMEA中的PVP(8 wt%)是旋塗(3500 rpm，40秒)在該ITO玻璃基板上，然後在200°C下熱退火1小時以形成厚度為300 nm並作為電氣絕緣用的一PVP層。進一步地，將P3HT(1.5 wt%)溶解在氯苯中，然後旋塗(5000 rpm，40秒)在該PVP層上做為一P3HT表面改質層(厚度~200 nm)，以確保帶負電荷的PS奈米球的附著性，並在200˚C下退火10分鐘。為了形成一做為實施熱蒸鍍(thermal evaporation)鋁電極時的陰影遮罩的單層PS奈米球，後續是將該ITO玻璃基板浸入混有PS奈米球(10 wt%)的乙醇溶液中90秒，然後浸入沸騰的IPA中10秒以去除多餘的PS奈米球並於該P3HT表面改質層上形成該單層PS奈米球，然後通過微弱的氮氣流立即乾燥該ITO玻璃基材。在熱蒸鍍一厚度為60 nm的鋁電極後，以3M的透明膠帶剝離該單層PS奈米球以在該鋁電極形成一多孔的奈米結構。此處需說明的是，帶有該多孔的奈米結構的鋁電極是用來做為在後續執行一氧電漿蝕刻時(70 W，700秒)的一陰影遮罩。在執行該氧電漿蝕刻的過程中，未被該鋁電極所覆蓋的該PVP層與該P3HT表面改質層被氧電漿移除掉，從而形成複數貫穿該鋁電極、PVP層與P3HT表面改質層的圓柱狀奈米貫孔。最後，將PTB7(0.5 wt%)溶解於氯苯中，在80°C的條件下經由刮刀塗佈法(blade-coating)覆蓋形成有該等圓柱狀奈米貫孔的鋁電極、PVP層與P3HT表面改質層，然後在200°C下退火10分鐘以形成一未含有摻質的PTB7感測層，從而製得本發明該比較例1(CE1)之有機氣體感測器。
＜具體例1(E1)、具體例2(E2)、具體例3(E3)＞
本發明之有機氣體感測器的一具體例1(E1)、一具體例2(E2)與一具體例3(E3)的製法大致上是相同於該比較例1(CE1)，其不同處是在於，該等具體例(E1、E2、E3)各自的一氣體感測層。具體來說，該具體例1(E1)、具體例2(E2)與具體例3(E3)之氣體感測層是以F4-TCNQ與PTB7的重量比例分別為0.5：100、1：100與2：100的條件溶於氯苯中，以透過刮刀塗佈法分別成膜；也就是說，摻雜於該具體例1(E1)、具體例2(E2)與具體例3(E3)之氣體感測層中的F4-TCNQ濃度分別是0.5 wt%、1 wt%與2 wt%。
由圖2所示之I-V曲線圖可知，該比較例1(CE1)與該等具體例(E1、E2、E3)之I-V曲線呈現出典型的二極體特性。雖然摻雜有0.5 wt%之F4-TCNQ摻質的有機氣體感測器(E1)之操作電流與未摻雜有F4-TCNQ摻質的有機氣體感測器(CE1)相比，因量測誤差而略有下降。然而，與未摻雜有F4-TCNQ摻質的有機氣體感測器(CE1)相比，摻雜有1 wt%與2 wt%之F4-TCNQ摻質的有機氣體感測器(E2、E3)的電流在順向偏壓下皆大幅地增加。除此之外，同樣在5 V的驅動電壓(檢測氨氣的運作條件)下所對應之操作電流，該比較例1(CE1)僅有3×10
-6A，反觀該等具體例(E2、E3)則分別提升至1.5×10
-4A與3.9×10
-4A，該等具體例(E2、E3)之操作電流明顯提升了50倍至130倍。
圖3顯示有本發明該比較例1(CE1)與該等具體例(E1、E2、E3)暴露於不同NH
3濃度(2000、1000、500、300 ppb)下的感測響應(sensing response)之實時電流檢測數據；其中，灰階區間代表NH
3暴露時間(30秒)，且實時電流檢測是每秒量測一次電流，而感測響應是被定義為在固定感測時間(30秒)內電流差與初始電流之間的比率[(△I/I
0)×100%]。由圖3顯示可知，當該比較例1(CE1)與該等具體例(E1、E2、E3)暴露於NH
3時，各有機氣體感測器的電流顯著地下降。此外，在2000 ppb的NH
3濃度下，該比較例1(CE1)的電流降(current drop；△I)為2.82×10
-6A，反觀該具體例2(E2)的電流降(△I)則大幅地增加到7.76×10
-5A(提升近20倍以上)。
圖4顯示有本發明該比較例1(CE1)與該等具體例(E1、E2、E3)暴露於不同NH
3濃度下之感測響應對NH
3濃度關係圖。由圖4顯示可知，該比較例1(CE1)對300、500、1000與2000 ppb的NH
3代表性響應分別為5.3%、15.4%、33.3%與56.2%，而該具體例2(E2)對300、500、1000與2000 ppb的NH
3代表性響應則分別為2.5%、7.5%、21.3%與48.6%。該具體例2(E2)之感測響應雖略低於該比較例1(CE1)；然而，較大的電流降及良好的線性度有利於開發成可靠的可攜式點到護理(point-to-care；簡稱POC)醫療應用。
考量到人體呼吸是由多種氣態化合物所組成，其可能會影響呼出氨濃度的氨檢測精度；因此，對於有機氣體感測器來說，具有良好的選擇性甚為重要。
圖5與圖6分別顯示有該比較例1(CE1)與該具體例2(E2)之有機氣體感測器暴露於濃度為2000 ppb條件下之不同氣體的感測響應的柱狀圖。須說明的是，負響應代表電流下降，而正響應代表電流增加。由圖5與圖6顯示可知，該比較例1(CE1)與該具體例2(E2)對NH
3、ACE、H
2S、CO與NO
2的感測能力相近，但是對NO的感測能力卻有明顯的差異。具體來說，與該比較例1(CE1)之有機氣體感測器(241%)相比，該具體例2(E2)的之有機氣體感測器對NO的響應僅為四分之一(64%)，此表明了該具體例2(E2)的之有機氣體感測器具有更好的氣體選擇性。
此外，電流增加的可持續性及隨時間推移對感測穩定性的影響，對於氣體感測器來說也是相當地重要。圖7與圖8分別顯示有該比較例1(CE1)與該具體例2(E2)暴露於不同NH
3濃度下之第1、8、15、22天的感測穩定性檢測數據，圖7與圖8是作為氨濃度函數的響應建立的校準曲線。比較圖7與圖8顯示結果可知，該具體例2(E2)在老化幾天後表現出良好的再現性，其雖然在第一周略有變化，但在接下來的兩週內趨於穩定。
＜比較例2(CE2)＞
本發明之有機氣體感測器的一比較例2(CE2)的製法，大致上是相同於該比較例1(CE1)，其不同處是在於，該比較例2(CE2)的一氣體感測層的有機半導體材料的組成。具體來說，該比較例2(CE2)是將DIC-TRZ(1 wt%)溶解於氯苯中，經由旋轉塗佈法覆蓋形成有該等圓柱狀奈米貫孔的鋁電極、PVP層與P3HT表面改質層，然後在200°C下退火10分鐘以形成一未摻雜有摻質的DIC-TRZ感測層，從而製得本發明該比較例2(CE2)之有機氣體感測器。
＜具體例4(E4)、具體例5(E5)、具體例6(E6)＞
本發明之有機氣體感測器的一具體例4(E4)、一具體例5(E5)與一具體例6(E6)的製法大致上是相同於該比較例2(CE2)，其不同處是在於，該等具體例(E4、E5、E6)各自的一氣體感測層。具體來說，該具體例4(E4)、具體例5(E5)與具體例6(E6)之氣體感測層是以F4-TCNQ與DIC-TRZ的比例分別為0.5：100、1：100與2：100的條件溶於氯苯中，以透過旋轉塗佈法分別成膜；也就是說，摻雜於該具體例4(E4)、具體例5(E5)與具體例6(E6)之氣體感測層中的F4-TCNQ濃度分別是0.5 wt%、1 wt%與2 wt%。
圖9顯示有該比較例2(CE2)與該等具體例(E4、E5、E6)之I-V曲線圖。由9所示之I-V曲線圖可知，與未摻雜有F4-TCNQ摻質的有機氣體感測器(CE2)相比，摻雜有0.5 wt%之F4-TCNQ摻質的有機氣體感測器(E4)的電流在順向偏壓下雖僅些微地提升；然而，摻雜有1 wt%與2 wt%之F4-TCNQ摻質的有機氣體感測器(E5、E6)的電流在順向偏壓下皆大幅地增加。除此之外，同樣在5 V的驅動電壓(檢測氨氣的運作條件)下所對應之操作電流，該比較例2(CE2)僅有8.07×10
-7A，反觀該等具體例(E5、E6)則分別提升至2.17×10
-5A與8.55×10
-6A，該等具體例(E5、E6)之操作電流明顯提升了11倍至27倍。
圖10是一實時電流檢測數據，說明本發明該比較例2(CE2)暴露於不同NH
3濃度下的感測響應；圖10與圖11分別顯示有本發明該比較例2(CE2)與該具體例5(E5)暴露於不同NH
3濃度(2000、1000、500、300 ppb)下的感測響應之實時電流檢測數據。由圖10與圖11顯示可知，當該比較例2(CE2)與該具體例5(E5)暴露於NH
3時，各有機氣體感測器的電流顯著地下降。此外，在2000 ppb的NH
3濃度下，該比較例2(CE2)的電流降(△I)為1.82×10
-7A，反觀該具體例5(E5)的電流降(△I)則大幅地增加到1.08×10
-5A(提升近59倍以上)。
圖12顯示有本發明該比較例2(CE1)與該具體例5(E5)暴露於不同NH
3濃度下之感測響應對NH
3濃度關係圖。由圖12顯示可知，該比較例2(CE2)對300、500、1000與2000 ppb的NH
3代表性響應分別為8.3%、12.4%、17.8%與22.2%，而該具體例5(E5)對300、500、1000與2000 ppb的NH
3代表性響應則分別為7.4%、10.2%、15.3%與23.6%。該具體例5(E5)之感測響應雖略低於該比較例2(CE2)；然而，如前面所提及的，較大的電流降及良好的線性度有利於開發成可靠的可攜式點到護理(POC)醫療應用。
圖13顯示有該比較例2(CE2)與該等具體例(E4、E5、E6)之有機氣體感測器暴露於濃度為2000 ppb條件下之不同氣體的感測響應的柱狀圖。由圖13顯示可知，該比較例2(CE2)與該具體例6(E6)對NH
3與NO
2的感測能力相近，但是對NO的感測能力卻有明顯的差異。具體來說，與該比較例2(CE2)之有機氣體感測器(6.0%)相比，該具體例6(E6)的之有機氣體感測器對NO的響應為四倍(28.4%)，此表明了該具體例6(E6)的之有機氣體感測器具有更好的氣體選擇性。
圖14顯示有本發明該比較例2(CE2)與該具體例5(E5)暴露於大氣條件下之第1、8、15、22天的感測穩定性檢測數據。由圖14顯示可知，該比較例2(CE2)自第1天至第22天的操作電流值是自6.41×10
-7A下降至6.74×10
-8A；反觀該具體例5(E5)自第1天至第22天的操作電流值僅是自4.12×10
-5A些微地降至1.59×10
-5A，顯示本發明該具體例5(E5)之感測穩定性佳。
綜上所述，本發明之有機氣體感測器在該氣體感測層24之低載子遷移率的有機半導體材料內摻雜入摻質，能使其運作時的操作電流明顯提升數十倍，並於運作時具有較大的電流降及良好的線性度有利於開發成可靠的可攜式點到護理(POC)醫療應用，且在老化數週後表現出良好的再現性，故確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
20:貫孔
21:第一電極單元
211:玻璃基板
212:透明導電膜
22:絕緣層
221:絕緣區
23:第二電極單元
231:第二電極區
24:氣體感測層
25:表面改質層
251:表面改質區
本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：
圖1是一立體圖，說明本發明之有機氣體感測器的一實施例；
圖2是一電流對電壓(I-V)曲線圖，說明本發明之有機氣體感測器的一比較例1(CE1)與一具體例1(E1)、一具體例2(E2)、一具體例3(E3)的操作電流；
圖3是一實時電流檢測數據，說明本發明該比較例1(CE1)與該等具體例(E1、E2、E3)暴露於不同氨氣(NH
3)濃度下的感測響應；
圖4是一感測響應對氨氣濃度關係圖，說明本發明該比較例1(CE1)與該等具體例(E1、E2、E3)暴露於不同NH
3濃度下的感測響應；
圖5是一氣體種類對感測響應的柱狀圖，說明本發明該比較例1(CE1)暴露於濃度為2000 ppb條件下之不同氣體的感測響應；
圖6是一氣體種類對感測響應的柱狀圖，說明本發明該具體例2(E2)暴露於濃度為2000 ppb條件下之不同氣體的感測響應；
圖7是一感測穩定性檢測數據，說明本發明該比較例1(CE1)暴露於不同NH
3濃度下之第1、8、15、22天的感測響應；
圖8是一感測穩定性檢測數據，說明本發明該具體例2(E2)暴露於不同NH
3濃度下之第1、8、15、22天的感測響應；
圖9是一電流對電壓(I-V)曲線圖，說明本發明之有機氣體感測器的一比較例2(CE2)與一具體例4(E4)、一具體例5(E5)、一具體例6(E6)的操作電流；
圖10是一實時電流檢測數據，說明本發明該比較例2(CE2)暴露於不同NH
3濃度下的感測響應；
圖11是一實時電流檢測數據，說明本發明該具體例5(E5)暴露於不同NH
3濃度下的感測響應；
圖12是一感測響應對氨氣濃度關係圖，說明本發明該比較例2(CE2)與具體例5(E5)暴露於不同NH
3濃度下的感測響應；
圖13是一感測響應對氣體種類的柱狀圖，說明本發明該比較例2(CE2)與該等具體例(E4、E5、E6)的暴露於濃度為2000 ppb條件下之不同氣體的感測響應；及
圖14是一感測穩定性檢測數據，說明本發明該比較例2(CE2)與該具體例5(E5)暴露於大氣條件下之第1、8、15、22天的操作電流值。
Claims (8)
- 一種有機氣體感測器，包含：一第一電極單元；一絕緣層，設置於該第一電極單元的一第一表面；一第二電極單元，設置於該絕緣層之上以與該第一電極單元電性隔絕；及一氣體感測層，設置於該絕緣層之上且在電性連接該第一電極單元與該第二電極單元後能與一待測氣體分子作用產生一感應電流，該氣體感測層包括一有機半導體材料及摻雜於該有機半導體材料內的摻質，該有機半導體材料具有一載子遷移率，且該有機半導體材料的載子遷移率是低於一有機場效電晶體之一有機半導體層的一載子遷移率；其中，該有機氣體感測器在一驅動電壓為5V的條件下具有一大於等於1.5×10-4A的操作電流。
- 如請求項1所述的有機氣體感測器，其中，該有機半導體材料的載子遷移率是介於1×10-7cm2/Vs至1×10-3cm2/Vs間。
- 如請求項1所述的有機氣體感測器，其中，該有機半導體材料是選自同時具有一推電子基團與一拉電子基團的一高分子有機半導體材料或一小分子有機半導體材料。
- 如請求項3所述的有機氣體感測器，其中，該推電子基團是選自咔唑或苯並二噻吩；該拉電子基團是選自噻吩並噻吩、三嗪或三苯基甲矽烷基。
- 如請求項4所述的有機氣體感測器，其中，該高分子有機半導體材料是PTB7；該小分子有機半導體材料是選自DIC-TRZ或CzSi。
- 如請求項5所述的有機氣體感測器，其中，摻雜於該有機半導體材料中的摻質是選自F4-TCNQ、HAT-CN或MoO3。
- 如請求項6所述的有機氣體感測器，其中，摻雜於該有機半導體材料中的摻質的濃度是介於1wt%至2wt%間。
- 如請求項7所述的有機氣體感測器，其中，該有機氣體感測器能檢測的氣體濃度是介於100ppb至2000ppb間。
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| TW201708813A (zh) * | 2014-10-31 | 2017-03-01 | 國立交通大學 | 垂直式感測器及其製造方法 |
| TW201809654A (zh) * | 2016-12-20 | 2018-03-16 | 國立交通大學 | 氣體偵測器 |
| TW202035509A (zh) * | 2018-12-05 | 2020-10-01 | 美商康寧公司 | 具有大表面積垂直元件設計之基於噻吩系高效有機半導體材料的氣體感測器 |
| TW202127020A (zh) * | 2020-01-10 | 2021-07-16 | 國立交通大學 | 氣體感測器 |
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2022
- 2022-11-15 TW TW111143527A patent/TWI830496B/zh active
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