一种石墨烯气敏传感元件的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种石墨烯气敏传感元件，包括：硅衬底层、氧化硅层、电极层和单层的石墨烯膜，所述氧化硅层位于硅衬底层上；所述电极层位于氧化硅层上；所述石墨烯膜位于氧化硅层上，并覆盖所述电极层。本实用新型在硅衬底层上生成一层氧化硅层，然后将插电电极的电极层布置在氧化硅层上，再将石墨烯膜转移上去，所述石墨烯膜覆盖电极层，由于石墨烯的特殊性，使得制备一片完整尺寸的石墨烯膜具有一定难度，而采用分散插电电极的结构，即使石墨烯膜是分散的，但由于电极层包括了密集分布的插电电极，使得插电电极的两端接触的石墨烯膜仍相当于是同一片石墨烯膜，完全可以达到检测的效果，大大降低了石墨烯气敏传感元件的生产成本和加工难度。
【专利说明】一种石墨燦气敏传感元件
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种气敏传感元件，尤其涉及一种石墨稀气敏传感元件。
【背景技术】
[0002] 石墨烯作为新型材料，鉴于其独特及优异的性能，它在传感器市场将会具有很大 的潜力；目前，石墨烯传感器仍处于实验阶段，现有的石墨烯传感器是在氧化硅上面覆盖上 石墨烯膜，然后在石墨烯膜的两端加上两个长条形的整体电极；而石墨烯属于纳米尺寸的 材料，其制作过程较为复杂，一般要制造一整片连续的石墨烯薄膜是比较困难的，像现在研 发的这种结构，当石墨烯膜是完整的一片时，两端电极对石墨烯膜的检测才能达到效果；如 果其石墨烯膜较为分散，则两端接触的可能是不同一片石墨烯膜，因此其检测结果将完全 达不到。
【发明内容】
[0003] 本实用新型所要解决的技术问题是需要提供一种便于生产并保证检测结果的石 墨稀气敏传感元件。
[0004] 对此，本实用新型提供一种石墨烯气敏传感元件，包括：硅衬底层、氧化硅层、电极 层和石墨烯膜，所述氧化硅层位于硅衬底层上；所述电极层位于氧化硅层上；所述石墨烯 膜位于氧化硅层上，并覆盖所述电极层。所述石墨烯膜优选采用单层的石墨烯膜。
[0005] 本实用新型的进一步改进在于，所述电极层包括两个以上的插电电极，所述两个 以上的插电电极之间存在间隔。
[0006] 本实用新型的进一步改进在于，所述两个以上的插电电极之间的间隔为 0. 05?0. 1mm。
[0007] 本实用新型的进一步改进在于，所述石墨烯膜为单层的碳原子按六边形排列所构 成的二维结构的石墨烯。
[0008] 本实用新型的进一步改进在于，所述电极层为加工在氧化硅层上的铬电极。
[0009] 本实用新型的进一步改进在于，所述硅衬底层的长度、宽度和厚度的尺寸比 例为10:10:1。所述硅衬底层的长度、宽度和厚度的尺寸分别优选为5mm、5mm和500 陣。
[0010] 本实用新型的进一步改进在于，所述硅衬底层和氧化硅层的厚度比例为500:1。所 述硅衬底层和氧化硅层的厚度分别优选为500，和i tim。
[0011] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：在硅衬底层上生成一层氧化硅层， 然后将包括了密集的插电电极的电极层布置在氧化硅层上，再将石墨烯膜转移上去，所述 石墨烯膜覆盖电极层，由于石墨烯的特殊性，使得制备一片完整尺寸的石墨烯膜具有一定 难度，而采用分散插电电极的结构，这样，即使石墨烯膜是分散的，但由于电极层包括了密 集分布的插电电极，使得插电电极的两端接触的石墨烯膜仍相当于是同一片石墨烯膜，这 样即使是分散的石墨烯膜也完全可以达到检测的效果；不再要求完整的一片石墨烯膜，便 于石墨烯膜的加工制作，大大降低了石墨烯气敏传感元件的生产成本和加工难度。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1是本实用新型一种实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合附图，对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明。
[0014] 实施例1 :
[0015] 如图1所示，本例提供一种石墨烯气敏传感元件，包括：硅衬底层1、氧化硅层2、电 极层3和单层的石墨烯膜4,所述氧化硅层2位于硅衬底层1上；所述电极层3位于氧化硅 层2上；所述石墨烯膜4位于氧化硅层2上，并覆盖所述电极层3。
[0016] 本例所述电极层3包括两个以上的插电电极，所述两个以上的插电电极之间存在 间隔，所述两个以上的插电电极之间的间隔优选为〇. 05~0. 1mm ;如图1所示，所述石墨烯膜 4为单层的碳原子按六边形排列所构成的二维结构的石墨烯，每一个六边形的交点均为碳 原子；所述电极层3为加工在氧化硅层2上的铬电极。
[0017] 本例在一层硅衬底层1上生成一层氧化硅层2,然后在氧化硅层2上加工上一层包 括相互间隔较小的插电电极的电极层3,插电电极采用铬为材料，最后再将需要的石墨烯膜 4转移到氧化硅层2上，所述石墨烯膜4覆盖在电极层3的上面。
[0018] 氧化硅层2上包括了密集分布的插电电极，所述密集分布就是两边相互平行间隔 的插电电极线紧密排列，并且相隔的插电电极之间的电极线不能相互接触，同时，相隔的插 电电极之间的间隔也不能太大，一般不超过〇. 1_，以避免达不到检测效果。
[0019] 这样，即使石墨烯膜4是分散的，但由于电极层3包括了密集分布的插电电极，使 得石墨烯膜4仍相当于与另一端的插电电极相连接，这样即使是分散的石墨烯膜4也完全 可以达到检测效果；不再要求完整的一片石墨烯膜4,大大降低了生产成本和加工难度。
[0020] 实施例2 :
[0021] 在实施例1的基础上，本例所述硅衬底层1的长度、宽度和厚度的尺寸比例为 10:10:1 ;所述硅衬底层1的长度、宽度和厚度的尺寸分别优选为5mm、5mm和500 Fn ;所述 硅衬底层1和氧化硅层2的厚度比例为500:1 ;所述硅衬底层1和氧化硅层2的厚度分别 优选为500，和1 -。以这样尺寸比例或尺寸加工出来的石墨烯气敏传感元件，非常适 合于现有工业对石墨烯气敏传感器的要求。
[0022] 以上所述之【具体实施方式】为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新 型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本【具体实施方式】，凡依照本实用新型 之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1. 一种石墨烯气敏传感元件，其特征在于，包括：硅衬底层、氧化硅层、电极层和石墨 烯膜，所述氧化硅层位于硅衬底层上；所述电极层位于氧化硅层上；所述石墨烯膜位于氧 化硅层上，并覆盖所述电极层。
2. 根据权利要求1所述的石墨烯气敏传感元件，其特征在于，所述电极层包括两个以 上的插电电极，所述两个以上的插电电极之间存在间隔。
3. 根据权利要求2所述的石墨烯气敏传感元件，其特征在于，所述两个以上的插电电 极之间的间隔为0. 05~0. 1mm。
4. 根据权利要求1至3任意一项所述的石墨稀气敏传感元件，其特征在于，所述石墨稀 膜为单层的碳原子按六边形排列所构成的二维结构的石墨烯。
5. 根据权利要求1至3任意一项所述的石墨稀气敏传感元件，其特征在于，所述电极层 为加工在氧化硅层上的铬电极。
6. 根据权利要求1至3任意一项所述的石墨稀气敏传感元件，其特征在于，所述娃衬底 层的长度、宽度和厚度的尺寸比例为10:10:1。
7. 根据权利要求6所述的石墨稀气敏传感元件，其特征在于， 所述娃衬底层的长度、宽度和厚度的尺寸分别为5mm、5mm和500 网。
8. 根据权利要求1至3任意一项所述的石墨稀气敏传感元件，其特征在于，所述娃衬底 层和氧化硅层的厚度比例为500:1。
9. 根据权利要求8所述的石墨稀气敏传感元件，其特征在于，所述娃衬底层和氧化娃 层的厚度分别为500 ^和1 。
【文档编号】G01N27/00GK204241405SQ201420820822
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月19日 优先权日:2014年12月19日
【发明者】林伟豪, 高致慧, 杨勇, 贺威, 郑照强, 洪泽华, 王冰, 李金艳 申请人:深圳大学