制备于柔度可控基底上的连通性可调的钯基氢气传感器及其制作方法与流程

技术特征：
1.一种钯基氢气传感器的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：在基底制备缓冲层；在所述缓冲层上铺设光刻胶，并用光刻法在所述光刻胶上雕刻出所需的图形；将所述图形转移到所述缓冲层上；去除所述光刻胶层；按照所述缓冲层上的图形在所述基底上蚀刻出支柱；在所述缓冲层上进一步沉积一层或多层缓冲层，以调节竖直支柱间的间隙宽度；在所述缓冲层上沉积钯基涂层；在所述缓冲层与钯基涂层之间，或在钯基涂层之上沉积一层导电层。2.根据权利要求1所述的钯基氢气传感器的制作方法，其特征在于，沉积钯基涂层的方法包括物理气相沉淀法、化学气相沉淀法、以溶液为基础的沉淀法中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的钯基氢气传感器的制作方法，其特征在于，在所述基底上制备出竖直支柱的方法包括反应离子刻蚀、反应气体刻蚀、以溶液为基础的蚀刻、离子铣、激光烧蚀、机械加工、掩膜沉积、模型浇注、光刻-电铸-注塑技术中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的钯基氢气传感器的制作方法，其特征在于，在基底的竖直支柱上制备缓冲层的方法包括热氧化法、物理气相沉淀法、化学气相沉淀法、以溶液为基础的沉淀法中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的钯基氢气传感器的制作方法，其特征在于，在缓冲层和钯基涂层之间或在钯基涂层之上制备导电层，制备所述导电层的方法包括物理气相沉淀法、化学气相沉淀法、以溶液为基础的沉淀法中的一种或几种。6.一种采用如权利要求1所述的制作方法制作且制备于柔度可控基底上的连通性可调的钯基氢气传感器，其特征在于，包括：基底(101)，其上蚀刻或沉积有竖直支柱(111)，以调节所述基底(101)的柔度；沉积于所述竖直支柱(111)顶部的、连通性可调的、当吸收氢气后体积膨胀并改变其自身连通性的钯基涂层(104)；所述钯基氢气传感器结构还包括一种或多种涂层构成的缓冲层(102)，所述缓冲层(102)设于竖直支柱(111)顶部与钯基涂层(104)之间，用于在沉积钯基涂层前预先调节竖直支柱间的间隙宽度、用于增加钯基涂层与竖直支柱间的粘附性、用于增加竖直支柱表面的柔度以抵消位于所述支柱(111)上的钯基涂层的切应力，抑制钯基涂层的塑性形变，或兼具以上三种效应；所述钯基涂层(104)的连通性通过如下方法调节：竖直支柱(111)的数量、形状、分布，位于竖直支柱(111)顶部与钯基涂层(104)之间的缓冲层(102)的厚度及沉积位置，钯基涂层自身的厚度及沉积位置。7.根据权利要求6所述的钯基氢气传感器，其特征在于，所述钯基氢气传感器结构还包括一种或多种涂层构成的导电层(103)，所述导电层(103)设于所述缓冲层(102)和所述钯基涂层(104)之间，或设于钯基涂层(104)之上，用于将支柱顶部的钯基涂层连通以消除所述支柱(111)上的钯基涂层因切应力引发的塑性形变而导致传感器输出信号飘移。8.根据权利要求6所述的钯基氢气传感器，其特征在于，通过调节钯基涂层的连通性，使不同的传感器具有不同的氢气探测灵敏度和氢气浓度检测范围。9.根据权利要求6所述的钯基氢气传感器，其特征在于，一个传感器上集成多于一个的、具有不同连通性的钯基涂层及相应的支柱阵列，使得传感器具有更大的氢气浓度探测范围。10.根据权利要求6所述的钯基氢气传感器，其特征在于，在钯基涂层(104)吸氢膨胀时，所述竖直支柱(111)弯曲，以释放所述钯基涂层(104)产生的部分或全部的应力，从而抑制钯基涂层的塑性形变，使得所述氢气传感器具有较高的稳定性。11.根据权利要求6所述的钯基氢气传感器，其特征在于，所述竖直支柱(111)的高宽比为1至100。12.根据权利要求6所述的钯基氢气传感器，其特征在于，在所述钯基氢气传感器结构中，所述钯基涂层两侧的间隙宽度均为0.1至1000纳米，或者一部分间隙的宽度为0，另一部分间隙的宽度为0.1至1000纳米。13.根据权利要求6所述的钯基氢气传感器，其特征在于，所述钯基涂层(104)的组成材料为金属钯、钯合金或含钯的化合物中的至少一种。14.根据权利要求7所述的钯基氢气传感器，其特征在于，所述基底(101)、缓冲层(102)的材料为任意固态物质，而导电层(103)的材料为导电的固态物质。15.根据权利要求6所述的钯基氢气传感器，其特征在于，所述钯基氢气传感器结构还包括分子筛层，所述分子筛层位于所述钯基涂层(104)上方，用于阻止水汽、油烟和/或灰尘进入所述钯基涂层(104)以提高传感器的选择性。16.根据权利要求6所述的钯基氢气传感器，其特征在于，所述钯基氢气传感器结构还包括加热元件，所述加热元件用于将传感器加热到0～200摄氏度之间。17.根据权利要求6所述的钯基氢气传感器，其特征在于，所述钯基氢气传感器结构还包括紫外光源，用于使表面吸附的除氢气外的其他物质分解、脱附。