[发明专利]一种石墨烯等离激元气体传感器在审
| 申请号： | 201810644987.9 | 申请日： | 2018-06-21 |
| 公开（公告）号： | CN108593585A | 公开（公告）日： | 2018-09-28 |
| 发明（设计）人： | 戴庆;杨晓霞;胡海;郭相东;胡德波 | 申请（专利权）人： | 国家纳米科学中心 |
| 主分类号： | G01N21/3504 | 分类号： | G01N21/3504 |
| 代理公司： | 北京律恒立业知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 11416 | 代理人： | 庞立岩;顾珊 |
| 地址： | 100190 北*** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 等离激元 石墨烯 微腔 气体传感器 气体分子 石墨烯层 盖板 传感器 中红外波段 出样通道 电介质层 共振频率 红外光谱 进样通道 可集成 可重复 探测极 波长 波数 基底 连通 | ||
1.一种石墨烯等离激元气体传感器，包括盖板和石墨烯等离激元器件，
其中所述石墨烯等离激元器件，自下而上依次包括基底，电介质层，石墨烯层，微腔，
其中所述石墨烯层两端分别设置为金属电极；
其中在所述盖板分别设置与微腔连通的进样通道和出样通道；
所述石墨烯层为周期性纳米结构，所述周期性纳米结构包含多个连续纵剖面为台阶状的结构；
所述盖板置于所述石墨烯等离激元器件上方。
2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述微腔的两端分别设置形成微腔通道的图案化镀层。
3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述传感器还包括红外窗片，所述红外窗片置于所述微腔的上方。
4.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述电介质层的材料为可透过红外光，且具有介电性能；所述电介质层的材料选自：SiO2,MgF2,Al2O3,CaF2,BaF2,LiF,AgBr,AgCl,ZnS,ZnSe,KRS‐5,AMTIR1‐6,金刚石和类金刚石；所述电介质层的厚度范围为：10‐1000nm。
5.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述基底为低掺杂硅片。
6.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述石墨烯层的周期性纳米结构包括石墨烯微结构和刻蚀掉的石墨烯区域，其中所述石墨烯微结构包括矩形、正方形、椭圆形。
7.根据权利要求6所述的传感器，其特征在于，所述石墨烯微结构和刻蚀掉的石墨烯区域尺寸在任意一个方向的尺寸在10‐1000nm范围内。
8.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述微腔可以是在所述盖板下方加工制备出凹槽形成，还可以通过在石墨烯器件上沉积图案化薄膜，形成通道。
9.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述盖板材料选自Si,MgF2,CaF2,BaF2,Al2O3,SiN，所述盖板的厚度在0.1‐5000μm范围内。
10.一种制备权利要求1‐9任意一项所述的传感器的方法，所述方法包括以下步骤：
制备基底，并在所述基底上制备电介质层；
在所述基底上制备石墨烯层，并在石墨烯层上制备石墨烯微结构；
制备气体微腔；
加工具有进样通道和出样通道的盖板；
进行封装，得到所述传感器；
对所述传感器的气体流通性能和增强红外光谱性能的测试。
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