一种单根纳米线、制备方法、氢气传感器及微纳机电设备与流程

文档序号:21713264发布日期:2020-08-05 00:59阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种单根纳米线,其特征在于,所述单根纳米线设置有基底;

所述基底上沉积有金属层;

所述金属层中间刻蚀有沟道;

所述沟道内沉积有单根纳米线。

2.如权利要求1所述的单根纳米线,其特征在于,所述基底为sio2/si;

所述金属层包括ti和au;所述纳米线为pd纳米线。

3.如权利要求1所述的单根纳米线,其特征在于,所述基于单根纳米线长和宽为3.5μm和300nm,厚度分别为5nm和30nm。

4.一种如权利要求1~3所述单根纳米线的制备方法,其特征在于,所述纳米线的制备方法包括:

步骤一,在sio2/si基底利用光刻、溅射或lift-off基本mems工艺制作au电极;

步骤二,在具有金电极的基底上利用电子束曝光技术、溅射或lift-off基本mems工艺制作制备pd纳米线。

5.如权利要求4所述单根纳米线的制备方法,其特征在于,所述步骤一au电极制作方法包括:

(1)在清洗干净的sio2/si基底旋涂光刻胶,再把该基片置于加热台烘烤;烘烤温度为100℃、烘烤时间为3min;

(2)将基底置于光刻机的载物台上,盖上特制的掩膜版,利用紫外光曝光两次;两次曝光时间分别是5s和10s,第一次曝光后100℃烘烤2min;

(3)将曝光后的基片放在显影液中漂洗,进行再次烘烤;显影时间为40s,烘烤温度为100℃,时间为30min;

(4)利用磁控溅射仪在上述基底表面分别沉积金属ti和au,然后置于丙酮溶液中超声清洗去掉光刻胶,既得所需电极;金属ti和au厚度分别为20nm和20nm,超声时间为3min;au电极的中间沟道为3.5μm。

6.如权利要求4所述的单根纳米线的制备方法,其特征在于,所述步骤二中,单根pd纳米线制备方法包括:

(i)首先在干净的具有金电极的基底旋涂50μl甲基丙烯酸甲酯,150℃下烘3min;接着旋涂50μl聚甲基丙烯酸甲酯,180℃下烘烤1.5min;

(ii)将准备好的样品放入样品仓中,在二次电子图像下,依据所留路径一步步接近要刻蚀的位置,利用电子束曝光技术进行曝光;刻蚀图案设置为单根纳米线,电压和束流分别为30kev和100μa;

(iii)将曝光后的样品放在显影液中侵泡1min,然后用去离子水冲洗;显影液由二甲基甲醇和4-甲基-2-戊酮以1:3比例配比而成;

(iv)利用磁控溅射仪在曝光过的样品上溅射pd,薄膜的厚度根据溅射的时间控制,再将样品放入丙酮浸泡24h,用去离子水清洗干净,得所述单根pd纳米线。

7.如权利要求4所述的单根纳米线的制备方法,其特征在于,所述步骤二中pd纳米线的长、宽、高分别为3.5μm×300nm×5nm和3.5μm×300nm×30nm。

8.一种利用权利要求1~3所述单根纳米线制备的氢气传感器。

9.一种利用权利要求1~3所述单根纳米线制备的微纳机电设备。


技术总结
本发明属于纳米金属材料技术领域,公开了一种单根纳米线、制备方法、氢气传感器及微纳机电设备,基底上沉积有金属层;金属层中间刻蚀有沟道;沟道内沉积有单根纳米线。本发明提供的纳米线超薄,解决了以Pd作为氢敏材料反应灵敏度不高等问题。相对于Pd薄膜,纳米线的比表面积大,其氢敏性能更加优异。本发明是在可视化条件下操作的,Pd纳米线的尺寸、位置、数量可以根据需求实现可控调节。

技术研发人员:胡永明;赵鹏飞;曹凡;王钊;顾豪爽
受保护的技术使用者:湖北大学
技术研发日:2020.04.15
技术公布日:2020.08.04
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