[发明专利]一种金纳米孔薄膜电离式一氧化碳传感器

权利要求书

1.一种金纳米孔薄膜电离式一氧化碳传感器，包括三个自下而上依次分布的第一电极、第二电极和第三电极，其特征在于：所述第一电极由内表面附着有分布着金纳米孔的金属膜基底以及设有小透气孔的电极构成；所述第二电极由中心设有小引出孔的引出极构成；所述第三电极由板面设有小槽的收集极构成；该三个电极分别通过绝缘支柱相互隔离；

所述第一电极内表面金属膜基底上采用蒸发沉积法制备金纳米孔薄膜材料；

所述小透气孔的孔径设定在0.8～3mm、小引出孔的孔径为1.2～2mm，小槽的边长和槽深分别为1.2×1.2～6×8mm和50～200μm；

三电极之间的极间距按照小透气孔的孔径、小引出孔的孔径和小槽的边长和深度设定；

所述小透气孔的孔径为0.8～3mm时，第一电极与第二电极之间极间距与小透气孔的孔径之比为1/40～1/8；

所述小引出孔的孔径为1.2～2mm时，第一电极与第二电极之间极间距与小引出孔的孔径之比为3/80～1/12，第二电极与第三电极之间极间距与小引出孔的孔径之比为3/80～1/12；

所述小槽的边长和槽深分别为1.2×1.2～6×8mm和50～200μm时，第二电极与第三电极之间极间距与小槽的槽深之比为3/8～2/1；

金纳米孔薄膜电离式一氧化碳传感器灵敏度达到了-1.4×10^-2ppm^-1。

2.根据权利要求1所述的金纳米孔薄膜电离式一氧化碳传感器，其特征在于：所述第一电极的电极表面的小透气孔为1～15个；

所述第二电极引出极的小引出孔设有1～15个；

所述第三电极收集极的小槽设有1～12个。

3.一种权利要求1所述的金纳米孔薄膜电离式一氧化碳传感器的金纳米孔制备到金属膜基底的方法，其特征在于，包括下述步骤：

1)镀膜前预处理：选用刻蚀有透气孔的硅片作为基体并进行镀膜前预处理；

2)溅射：在真空条件下分别在三个基片上依次溅射钛膜、镍膜和金膜，三层薄膜厚度分别为50nm、400nm和125nm；

3)退火：将溅射有钛镍金薄膜的硅基底快速退火30～80s，退火温度为400～500℃；

4)金纳米孔材料制备：在真空度为3×10^-3Pa，在溅射有Ti/Ni/Au膜硅基底上，采用蒸发沉积法生长金纳米孔薄膜材料，金纳米孔的平均尺寸为350nm，高度为1.8μm；

5)进行微观形貌检测，自此完成金属膜基底金纳米孔薄膜材料的生长过程。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤2)中，溅射条件为：真空度为2.5×10^-3Pa，溅射温度为30～40℃，依次溅射钛膜、镍膜和金膜溅射时间分别为7min、50min和13min。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤4)中，蒸发沉积法生长金纳米孔薄膜材料沉积率为1.5nm/s，沉积时间为20min。