[发明专利]一种基于CNTs超表面的THz波传感器、制备方法及其用途

说明书

本发明公开了一种基于CNTs超表面的THz波传感器，包括衬底，衬底上覆盖有薄膜层，薄膜层上刻蚀有矩形孔阵结构，薄膜层上覆盖有封装层。具有二维周期性对称矩形孔阵结构，结构简单，方便加工；工艺简单，易于实现；用于检测农药残留量，检测方法简单，检测精度高且具有良好的可靠性、稳定性，最低灵敏度为2.0×10supgt;‑3/supgt;/ppm，误差为0.13％。

技术领域

本发明属于检测器技术领域，涉及一种基于CNTs超表面的THz波传感器，还涉及上述传感器的制备方法，还涉及上述传感器的用途。

背景技术

当前，农药的过度使用，致使农业产品的农药残留问题日益严重。农产品中残留的农药已对人类健康和生物多样性构成威胁。科学研究表明，果蔬中残留农药在人体内长期蓄积滞留会引起慢性中毒，给人体健康带来潜在威胁，以至诱发许多慢性疾病。

目前常用的农药检测方法有免疫分析技术、仪器分析技术和光谱分析技术。免疫分析技术包括酶免疫技术、放射免疫技术和金免疫技术，特异性高，具有较高的反应灵敏度，但存在前期设备投入较大、费用高，检测可能出现假阳性，适用范围有限等缺点。仪器分析技术包括气相色谱法、高效液相色谱法、气相色谱—质谱法和液相色谱—质谱法，其分析能力强，检测范围广，检测结果稳定可靠，灵敏度高，重现性好，已发展成熟并形成一定行业标准，但其设备昂贵，前处理步骤和检测过程繁杂，分析时间较长，特异性不明显，需要专业操作人员辅助才能完成检测，不利于实现农药残留的快速现场检测。光谱分析技术包括高光谱成像，红外光谱，荧光光谱等。高光谱成像和红外光谱法仅适用于较高浓度的农药检测，对于微量农药残留的检测效果不佳；因一些农药不具有荧光特性，荧光光谱法的适用范围也受到一定的限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于CNTs超表面的THz波传感器，解决了现有技术中存在的检测精度低的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于CNTs超表面的THz波传感器，包括衬底，衬底上覆盖有薄膜层，薄膜层上刻蚀有矩形孔阵结构，薄膜层上覆盖有封装层。

本发明的另一目的是提供一种基于CNTs超表面的THz波传感器的制备方法。

本发明所采用的另一种技术方案是，一种基于CNTs超表面的THz波传感器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、在衬底上垂直生长CNTs阵列；

步骤2、从CNTs阵列上拉出超有序排列CNTs薄膜；

步骤3、将CNTs薄膜转移至衬底上；

步骤4、重复步骤2-3，将多层CNTs薄膜叠加得到薄膜层；

步骤5、在薄膜层进行表面平整修饰上压合封装层；

步骤6、在封装层上切割窗口；

步骤7、在薄膜层上刻蚀矩形孔阵结构，得到THz波传感器。

本发明的特点还在于：

步骤2的拉膜过程中，拉出速度为8～10m/min。

薄膜层包括40～100层超有序排列CNTs薄膜。

矩形孔阵结构的长度为80～150μm，宽度为15-35μm，周期为200～300μm。

本发明的第三个目的是提供一种基于CNTs超表面的THz波传感器的用途。

本发明所采用的第三种技术方案是，一种基于CNTs超表面的THz波传感器的用途，用于检测残留农药。

THz波传感器的检测浓度范围为1～80ppm。

本发明的有益效果是：