[发明专利]提升硅纳米线气敏性能的改性方法及其气敏传感器

摘要

本发明公开提升硅纳米线气敏性能的改性方法及其气敏传感器，首先使用氢氟酸水溶液进行硅片表面改性，再进行金属辅助化学刻蚀硅纳米线，最后制作双顶点电极形成气敏传感器。本发明通过氢氟酸水溶液处理使得形成顶端聚合结构的多孔性硅纳米线气敏传感器，在双顶点电极间形成了更多条导电通路，使更多的多孔性硅纳米线参与气敏反应，进而在室温下检测超低浓度的氮氧化物气体，具有高灵敏度、良好选择性的优点。该方法具有设备简单、操作方便、可重复性好、成本低廉等优点，可以更好的实现工业化生产。

主权项

1.提升硅纳米线气敏性能的改性方法，其特征在于，按照下述步骤进行：步骤1，将P型硅片进行氢氟酸前处理，使得硅片表面改性，由亲水性改为疏水性，进而使得后续银沉积的状态发生改变，由规则分布的颗粒状转变为不规则分布的连片状；将P型硅片浸入体积百分数为20‑30％的氢氟酸水溶液中浸泡，在浸泡结束后进行去离子水中冲洗；步骤2，在步骤1处理的p型硅片上进行银沉积，将硝酸银转换为银颗粒沉积在硅片表面，即将步骤1处理的p型硅片浸入硝酸银和氢氟酸的混合水溶液中进行浸泡，使硅片上沉积银纳米颗粒后，获得沉积银纳米颗粒的硅片；其中硝酸银的浓度为0.0025～0.01M，氢氟酸的浓度为4‑6M；步骤3，将步骤2沉积银的硅片进行刻蚀，加入过氧化氢使得硅片在氢氟酸、过氧化氢、银颗粒的共同化学作用下进行刻蚀，即将步骤2沉积银的硅片放入过氧化氢和氢氟酸的混合水溶液中进行浸泡刻蚀，过氧化氢的浓度为8—10M，氢氟酸的浓度为5‑7M；步骤4，将经过步骤3刻蚀的硅片进行硝酸处理，以去除剩余银颗粒并进行亲水化处理，保持纳米线的聚集结构，即将经过步骤3刻蚀的硅片用去离子水清洗后放入硝酸的水溶液中进行处理，再次放入去离子水中清洗，红外干燥后获得顶端聚合结构的多孔性硅纳米线。