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(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102081071A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102081071A(43)申请公布日2011.06.01(21)申请号201110039226.9(22)申请日2011.02.16(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁西路28号(72)发明人张勇王影花王进张晶园宋晓慧姜为华方静张建业唐建文李昕刘君华(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人汪人和(51)Int.Cl.G01N27/66(2006.01)G01K7/40(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称碳纳米管薄膜微纳米电离式传感器(57)摘要本发明公开了一种碳纳米管薄膜微纳米电离式传感器,包括三个自上而下依次分布的第一电极、第二电极和第三电极,第一电极设有透气孔,其内表面附着有分布着碳纳米管薄膜的金属膜基底;第二电极由中心设有引出孔的引出极极板构成;第三电极由板面设有盲孔的收集极构成;该三个电极分别通过绝缘支柱相互隔离。该传感器结构简单,尺寸小,成本低,检测气体灵敏度高,线性度好,准确度高,适合于推广使用。CN10287ACCNN110208107102081076A权利要求书1/1页1.碳纳米管薄膜微纳米电离式传感器,其特征在于:包括三个自上而下依次分布的第一电极、第二电极和第三电极,所述第一电极由内表面附着有分布着碳纳米管薄膜的金属膜基底以及设有透气孔的电极构成;第二电极由中心设有引出孔的引出极极板构成;第三电极由板面设有盲孔的收集极构成;该三个电极分别通过绝缘支柱相互隔离。2.根据权利要求1所述的碳纳米管薄膜微纳米电离式传感器,其特征在于:所述三个电极中相邻两个电极的极间距为30~250μm。3.根据权利要求1所述的碳纳米管薄膜微纳米电离式传感器,其特征在于:所述第一电极与第二电极极板正对面积为0.01~170mm2,第二电极与第三电极极板正对面积为0.01~190mm2。4.根据权利要求1所述的碳纳米管薄膜微纳米电离式传感器,其特征在于:所述第一电极的电极表面的透气孔为1~4个,在电极内侧表面附着的金属膜基底上生长或者丝网印刷有碳纳米管薄膜。5.根据权利要求1所述的碳纳米管薄膜微纳米电离式传感器,其特征在于:所述第二电极引出极中心设有1~4个引出孔。6.根据权利要求1所述的碳纳米管薄膜微纳米电离式传感器,其特征在于:所述第三电极收集极盲孔与第二电极的引出孔相对应,盲孔的数量为1~4个。7.根据权利要求1所述的碳纳米管薄膜微纳米电离式传感器,其特征在于:所述绝缘支柱分布于三个电极内端面两侧。8.根据权利要求1所述的碳纳米管薄膜微纳米电离式传感器,其特征在于:所述第一电极、第二电极和第三电极均采用硅片材料制作,第一电极和第三电极内侧面、第二电极的两侧面均设有金属膜。9.根据权利要求1所述的碳纳米管薄膜微纳米电离式传感器,其特征在于:所述透气孔以及引出孔为圆形、三角形、四边形、五边形或六边形。10.根据权利要求1所述的碳纳米管薄膜微纳米电离式传感器,其特征在于:所述盲孔为圆柱体、圆锥体、3~6棱柱或棱锥体。2CCNN110208107102081076A说明书1/4页碳纳米管薄膜微纳米电离式传感器技术领域[0001]本发明涉及微纳米传感器制造技术领域,特别是一种采用碳纳米管薄膜的、具有单值输入输出特性、对气体浓度、温度、湿度具有敏感特性的电离式传感器。背景技术[0002]随着工业生产和环境检测的迫切需要以及纳米技术的发展,纳米传感器已获得长足的进展。尤其是随着20世纪末期碳纳米管的发现,碳纳米管在气体、温度、湿度检测领域展现出诱人的应用前景。碳纳米管气敏、温敏、湿敏传感器中的碳纳米管薄膜两电极电离式传感器,以其检测灵敏度高、检测气体范围宽、响应快等优点,成为气体、温度、湿度检测领域的研究热点。碳纳米管薄膜两电极电离式气敏传感器基于气体放电原理,克服了其它类型的碳纳米管气敏传感器在被测气体中饱和中毒的缺点,气体浓度测量范围及被测气体种类范围更宽。用碳纳米管作为敏感材料构成的气敏、温敏、湿敏传感器,具有常规传感器不可替代的优点:一是碳纳米管的比表面积大,在传感器整体尺寸较小的情况下,可大大提高电极的面积;二是基于碳纳米管纳米级的尖端曲率半径,使传感器工作电压极大降低,并在碳纳米管尖端附近获得极强的电场强度,在低电压下使被测气体电离;三是大大缩小了传感器的尺寸,动态响应快。因此,它在生物、化学、机械、航空、军事、反恐等方面具有广泛的发展前途。[0003]现有的碳纳米管薄膜两电极电离式传感器包括由西安交通大学的刘君华、张勇、李昕、朱长纯教授等人在2001年的第14届IVMC国际真空微电子学国际会议公开的碳纳米管薄膜两电极电离式气体传感器(图1所示)。