[发明专利]无源自供能用压电纳米阵列传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种无源自供能用压电纳米阵列传感器，其特征在于，包括共振腔、第一种子层、第二种子层、第一ZnO纳米线阵列、第二ZnO纳米线阵列、第一压电层电极和第二压电层电极；

所述共振腔为两端开口式空腔结构的基片构成；

所述第一种子层和第二种子层分别设置在共振腔的顶部和底部；

所述第一ZnO纳米线阵列生长在第一种子层上部，第二ZnO纳米线阵列生长在第二种子层下部；

所述第一压电层电极设置在第一ZnO纳米线阵列上部，第二压电层电极设置在第二ZnO纳米线阵列下部；

所述压电层电极的制备材料为无铅压电材料，无铅压电材料的制备过程为：

将各种原料混匀磨细，在设定温度下固相反应，合成压电陶瓷；

将预烧过的压电陶瓷粉末再细振混匀磨细；

加入粘合剂使粉料形成预设密度的颗粒；

将制好粒的料压结成所要求的预制尺寸的毛坯；

将制粒时加入的粘接剂从毛坯中除掉；

将毛坯在设定温度下密封烧结成瓷；

将烧好的制品磨加工到所需要的成品尺寸；

在设定的陶瓷表面设置上导电电极；

定向排列陶瓷内部电畴，从而使陶瓷具有压电性能。

2.如权利要求1所述的无源自供能用压电纳米阵列传感器，其特征在于，所述第一种子层和第二种子层分别溅射在共振腔的顶部和底部。

3.如权利要求1所述的无源自供能用压电纳米阵列传感器，其特征在于，所述第一ZnO纳米线阵列通过ZnO纳米线生长溶液与第一种子层反应得到；所述第二ZnO纳米线阵列通过ZnO纳米线生长溶液与第二种子层反应得到。

4.如权利要求3所述的无源自供能用压电纳米阵列传感器，其特征在于，所述生长溶液由含有预设浓度的硝酸锌和六次亚甲基四胺液体构成。

5.如权利要求1所述的无源自供能用压电纳米阵列传感器，其特征在于，所述第一压电层电极采用等离子溅射工艺制备出，且设置在第一ZnO纳米线阵列上部；所述第二压电层电极采用等离子溅射工艺制备出，且设置在第二ZnO纳米线下部。

6.如权利要求1所述的无源自供能用压电纳米阵列传感器，其特征在于，所述基片为硅片。

7.一种如权利要求1-6中任一项所述的无源自供能用压电纳米阵列传感器的制备方法，其特征在于，包括：

将基片的空腔腐蚀，形成共振腔；

在共振腔的顶部和底部分别溅射ZnO纳米线生长的第一种子层和第二种子层；

将ZnO纳米线生长溶液分别与第一种子层和第二种子层反应，在第一种子层和第二种子层上对应生长形成第一ZnO纳米线阵列和第二ZnO纳米线阵列；

反应结束后，清洗第一种子层、第二种子层、第一ZnO纳米线阵列和第二ZnO纳米线阵列；

采用等离子溅射工艺在第一ZnO纳米线阵列上部制备出第一压电层电极，采用等离子溅射工艺在第二ZnO纳米线阵列下部制备出第二压电层电极，制备出无源自供能用压电纳米阵列传感器。

8.如权利要求7所述的无源自供能用压电纳米阵列传感器的制备方法，其特征在于，在共振腔的顶部和底部分别溅射ZnO纳米线生长的第一种子层和第二种子层之前，还包括：清洗基片及共振腔。