[发明专利]一种基于碳纳米管阵列的柔性红外传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于碳纳米管阵列的柔性红外传感器，包括衬底和位于衬底之上的红外敏感材料，所述红外敏感材料为P型碳纳米管阵列和N型碳纳米管阵列形成的P-N结，所述P型碳纳米管阵列和N型碳纳米管阵列上均设置有电极。

2.根据权利要求1所述的基于碳纳米管阵列的柔性红外传感器，其特征在于，所述衬底为聚甲基丙烯酸甲酯，所述P型碳纳米管阵列和N型碳纳米管阵列上设置的电极为银电极，通过导电银浆固化得到。

3.一种基于碳纳米管阵列的柔性红外传感器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：配制质量浓度为0.08g/mL的聚甲基丙烯酸甲酯的苯甲醚溶液；

步骤2：采用浮动催化化学气相沉积法分别制备P型碳纳米管阵列和N型碳纳米管阵列；

步骤3：在步骤2得到的带P型碳纳米管阵列的基片上滴步骤1配制的聚甲基丙烯酸甲酯的苯甲醚溶液至全部覆盖基片止，放入烘箱中烘干，待聚甲基丙烯酸甲酯凝固后，将其从基片上剥离，得到带P型碳纳米管阵列的聚甲基丙烯酸甲酯，然后将带P型碳纳米管阵列的聚甲基丙烯酸甲酯紧密贴合在步骤2得到的带N型碳纳米管阵列的基片上以保证P型碳纳米管阵列和N型碳纳米管阵列间无缝隙，滴步骤1配制的聚甲基丙烯酸甲酯的苯甲醚溶液至全部覆盖基片止，放入烘箱中烘干，待聚甲基丙烯酸甲酯凝固后，将其从基片上剥离，即在聚甲基丙烯酸甲酯上得到层叠的P型碳纳米管阵列和N型碳纳米管阵列；

步骤4：在步骤3得到的P型碳纳米管阵列和N型碳纳米管阵列上制备电极。

4.根据权利要求3所述的基于碳纳米管阵列的柔性红外传感器的制备方法，其特征在于，步骤3中所述将滴有聚甲基丙烯酸甲酯的苯甲醚溶液烘干时的温度为150℃，烘干时间为20min；步骤4中所述在P型碳纳米管阵列和N型碳纳米管阵列上制备的电极为银电极，通过导电银浆固化得到。

5.一种基于碳纳米管阵列的柔性红外传感器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：配制质量浓度为0.08g/mL的聚甲基丙烯酸甲酯的苯甲醚溶液；

步骤2：采用浮动催化化学气相沉积法分别制备P型碳纳米管阵列和N型碳纳米管阵列；

步骤3：在步骤2得到的带N型碳纳米管阵列的基片上滴步骤1配制的聚甲基丙烯酸甲酯的苯甲醚溶液至全部覆盖基片止，放入烘箱中烘干，待聚甲基丙烯酸甲酯凝固后，将其从基片上剥离，得到带N型碳纳米管阵列的聚甲基丙烯酸甲酯，然后将带N型碳纳米管阵列的聚甲基丙烯酸甲酯紧密贴合在步骤2得到的带P型碳纳米管阵列的基片上以保证N型碳纳米管阵列和P型碳纳米管阵列间无缝隙，滴步骤1配制的聚甲基丙烯酸甲酯的苯甲醚溶液至全部覆盖基片止，放入烘箱中烘干，待聚甲基丙烯酸甲酯凝固后，将其从基片上剥离，即在聚甲基丙烯酸甲酯上得到层叠的N型碳纳米管阵列和P型碳纳米管阵列；

步骤4：在步骤3得到的N型碳纳米管阵列和P型碳纳米管阵列上制备电极。

6.根据权利要求5所述的基于碳纳米管阵列的柔性红外传感器的制备方法，其特征在于，步骤3中所述将滴有聚甲基丙烯酸甲酯的苯甲醚溶液烘干时的温度为150℃，烘干时间为20min；步骤4中所述在N型碳纳米管阵列和P型碳纳米管阵列上制备的电极为银电极，通过导电银浆固化得到。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的基于碳纳米管阵列的柔性红外传感器的制备方法，其特征在于，步骤2中所述P型碳纳米管阵列的制备过程为：以二茂铁为溶质，甲苯为溶剂，配制质量分数为3％的二茂铁的甲苯溶液作为前驱液；将二氧化硅基片置于管式炉内，在氩气气氛下将管式炉内温度加热到850℃，然后以10mL/h的速率注入上述配制的前驱液，在850℃、氩气和氢气的混合气体气氛下热处理30min，使碳纳米管在二氧化硅基片上生长；热处理结束后，在氩气气氛下随炉自然冷却至室温，即在二氧化硅基片上得到P型碳纳米管阵列。

8.根据权利要求3至6中任一项所述的基于碳纳米管阵列的柔性红外传感器的制备方法，其特征在于，步骤2中所述N型碳纳米管阵列的制备过程为：以二茂铁为溶质，乙腈和乙醇混合溶液为溶剂，配制质量分数为2％的二茂铁溶液作为前驱液，其中乙腈和乙醇的质量比为16:1；将二氧化硅基片置于管式炉内，在氩气气氛下将管式炉内温度加热到850℃，然后以8mL/h的速率注入上述配制的前驱液，在850℃、氩气和氢气的混合气体气氛下热处理30min，使碳纳米管在二氧化硅基片上生长；热处理结束后，在氩气气氛下随炉自然冷却至室温，即在二氧化硅基片上得到N型碳纳米管阵列。