专利名称：基于有序多壁碳纳米管束－金属异质结的温度传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种温度传感器件，尤其涉及一种基于宏观长有序碳纳米管束—金属异质结的温度传感器。
背景技术：
利用宏观体材料的异质结设计和制作的温度传感器已经广泛应用于各个领域，如金属—金属异质结、金属—复合材料异质结等等。文献资料表明，碳纳米管材料具有不同于体材料的特殊的能级结构和优异的电子学性能，而且目前合成制备碳纳米管的成熟技术也多种多样，例如文献[Zhang XF，Cao AY，Wei BQ，Li YH，Wei JQ，Xu CL，and Wu DH，CHEMICAL PHYSICSLETTERS 2002，362285-290]，[Ci LJ，Wei JQ，Wei BQ，Liang J，Xu CL，and Wu DH，CARBON2001，39(3)329-335]，[Wei JQ，Ci LJ，Jiang B，Li YH，Zhang XF，Zhu HW，Xu CL，and Wu DH，JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY 2003，13(6)1340-1344]以及[中国发明专利，公开号1456498]中均有相关的报道。然而，如何利用纳米材料的优异性能设计开发出结构简单，性能优异的新型的温度传感器是目前急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于有序多壁碳纳米管束—金属异质结的温度传感器，旨在利用碳纳米管所具有的特殊的能级结构和优异的电子学性能，开发研制一种结构简单，制作方便，其响应速度快的温度传感器。
本发明的技术方案如下一种基于有序多壁碳纳米管束—金属异质结的温度传感器，其特征在于该温度传感器含有一根宏观长度的多壁碳纳米管束，在多壁碳纳米管束的一端与金属导电薄膜相连接，在所述的连接处形成多壁碳纳米管束—金属异质结，并从多壁碳纳米管束的另一端和金属导电薄膜分别引出电极。
本发明所提供的的温度传感器具有结构简单，制作方便，其响应速度快的特点，而且通过改进工艺，可以将纳米管束的横向尺度加工到纳米量级，这样就会使温度探测空间分辨尺度缩小到纳米量级，这种器件在未来的超高分辨的温度探测技术领域具有十分广阔的应用前景。
图1为本发明所用宏观长有序碳纳米管束扫描电子显微镜图像。
图2为本发明提供的基于宏观长度有序碳纳米管束—金属异质结的温度传感器的结构示意图。
图3是本发明提供的基于宏观长度有序碳纳米管束—金属异质结的温度传感器实施例的异质结表面温度与热致电流的关系曲线。
具体实施例方式
图2为本发明提供的基于宏观长度有序多壁碳纳米管束—金属异质结的温度传感器的结构示意图。该温度传感器含有一根宏观长度的有序多壁碳纳米管束2，在多壁碳纳米管束的一端与金属导电薄膜1相连接，在所述的连接处形成多壁碳纳米管束—金属异质结，并从碳纳米管束的另一端和金属导电薄膜分别引出电极3。所述的金属导电薄膜1可采用金、银、铜、铝等金属导电薄膜或含所述金属的导电胶膜。所采用的多壁碳纳米管束可以是用任何方法制备的多壁碳纳米管束。工作时，用导线把两电极和电流信号检测设备相连接构成回路，当异质结上的温度相对于碳纳米管束尾端的温度变化时，回路中即可产生热致电流，该电流的强度依赖于碳纳米管束两端表面的温差，即当温差增加时，热致电流也会增加，反之，温差减小时，热致电流也会减小。
下面举出一个具体的实施例进一步说明本发明。
图1为本发明所用的宏观长有序多壁碳纳米管束扫描电子显微镜图像，多壁碳纳米管束的长为4.5mm；管束中每根碳纳米管的直径为30～50nm，金属导电薄膜采用银胶薄膜。制作过程是先在宏观长度的有序多壁碳纳米管束2的顶端涂敷银胶薄膜1，使顶端形成碳纳米管束—金属银异质结，然后，从银胶薄膜1和碳纳米管束的尾端分别引出电极3，构成温度传感器元件(如图2所示)。测温时，用导线把两电极和电流信号检测设备(K2400型测量源表)相连接构成回路，使碳纳米管束的尾端保持在恒定温度19℃(室温)条件下，将异质结一端与待测样品接触，如样品温度与碳纳米管束的尾端温度具有温差时，回路中可产生热致电流，该电流的强度依赖于温差大小，即当温差增加时，热致电流也会增加，反之，温差减小时，热致电流也会减小，且其响应速度很快。实验中，我们从室温测至190℃(如图3所示)。
权利要求
1.一种基于有序多壁碳纳米管束-金属异质结的温度传感器，其特征在于该温度传感器含有一根宏观长度的多壁碳纳米管束(2)，在多壁碳纳米管束的一端与金属导电薄膜(1)相连接，在所述的连接处形成多壁碳纳米管束-金属异质结，并从多壁碳纳米管束的另一端和金属导电薄膜分别引出电极(3)。
全文摘要
基于有序多壁碳纳米管束—金属异质结的温度传感器，涉及一种碳纳米管束—金属异质结的温度传感器。它是将具有宏观长度有序的碳纳米管束的顶端与金属导电薄膜相连接，在连接处形成碳纳米管束—金属异质结，然后，从金属导电薄膜和碳纳米管束的尾端分别引出电极，构成温度传感器。工作时，用导线把两电极和电流信号检测设备相连接构成回路，当异质结上的温度相对于碳纳米管束尾端的温度变化时，回路中即可产生热致电流，该电流的强度依赖于碳纳米管束两端表面的温差，即当温差增加时，热致电流也会增加，反之，温差减小时，热致电流也会减小。该温度传感器具有结构简单，制作方便，其响应速度快等特点。
文档编号G01K7/02GK1632483SQ200510011170
公开日2005年6月29日 申请日期2005年1月14日 优先权日2005年1月14日
发明者孙家林, 孙红三, 刘晓萌, 朱嘉麟, 韦进全 申请人:清华大学