全文摘要
本实用新型提供单壁碳纳米管的悬空结构，利用硅微加工技术，在柔性基底上设置电极对；然后通过交流耦合介电电泳的方法，使单壁碳纳米管在悬浮液中的电场力作用下定向沉积在柔性基底上的电极对间；接着配比饱和的Au电镀液，实施区域选择性电沉积Au技术，实现Au电极上的定域沉积Au压覆单壁碳纳米管。本实用新型实现了单根或单束单壁碳纳米管的一维定向排布与加固，提高器件的灵敏性和稳定性，易于工业化生产。
主设计要求
1.单壁碳纳米管的悬空结构，其特征在于，包括由多个平行电极对有序排列组成的电极对阵列、基底(1)和单壁碳纳米管(7)，所述电极对阵列一极为设在基底(1)一侧的独立电极阵列(5)，另一极为设在基底(1)另一侧的非独立电极阵列(6)，所述非独立电极阵列(6)与信号源的输入端(2)与连接，信号源的输出端(3)悬空放置在独立电极阵列(5)的顶部；所述独立电极阵列(5)由若干个独立电极组成，所述非独立电极阵列(6)由若干个相互之间电连接的非独立电极组成，所述单壁碳纳米管(7)定向悬空放置在独立电极和非独立电极间。
设计方案
1.单壁碳纳米管的悬空结构，其特征在于，包括由多个平行电极对有序排列组成的电极对阵列、基底(1)和单壁碳纳米管(7)，所述电极对阵列一极为设在基底(1)一侧的独立电极阵列(5)，另一极为设在基底(1)另一侧的非独立电极阵列(6)，所述非独立电极阵列(6)与信号源的输入端(2)与连接，信号源的输出端(3)悬空放置在独立电极阵列(5)的顶部；
所述独立电极阵列(5)由若干个独立电极组成，所述非独立电极阵列(6)由若干个相互之间电连接的非独立电极组成，所述单壁碳纳米管(7)定向悬空放置在独立电极和非独立电极间。
2.根据权利要求1所述的单壁碳纳米管的悬空结构，其特征在于，所述基底(1)为柔性基底或硬基底。
3.根据权利要求1所述的单壁碳纳米管的悬空结构，其特征在于，所述电极对之间的间距小于5μm，所述独立电极与非独立电极之间间隔为5～10μm，所述独立电极与非独立电极均为微电极，所述微电极宽度为2～4μm，长度约为13～18μm，所述微电极为金微电极或铂微电极。
4.根据权利要求1所述的单壁碳纳米管的悬空结构，其特征在于，信号源的输出端(3)与独立电极阵列(5)的距离为0.4～0.6mm。
5.根据权利要求1所述的单壁碳纳米管的悬空结构，其特征在于，所述基底(1)表面铺设有分散液层(4)。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及传感器技术与纳米技术领域，具体涉及单壁碳纳米管的悬空结构。
背景技术
一维纳米材料与微结构结合的纳器件制造过程，实现了微纳加工工艺上的创新升级，有可能突破微米级器件的性能极限，并将为实现超微型化和高功能密度化的柔性器件铺平道路。单壁碳纳米管(Single-walled carbon nanotubes,SWNTs)作为典型的一维纳米材料，由于其独特的结构而具有许多突出的物理及化学性质，在力学、电学、光学及材料学等方面有着潜在的应用，尤其是SWNTs优异的力电特性，使它有望成为高效能应变传感器件的理想备选材料。目前商用传感设备一般可分为光学传感器、压电传感器和压阻式应变传感器。其中,压阻式应变传感器由于其在技术应用方面的广泛与便利，而成为最重要的传感设备之一。
现有技术中的基于单壁碳纳米管的柔性传感器，不易实现大规模独立器件制作；柔性基底上的电极对距离在5微米以下，就很难实现在一个电极对上实现单壁碳纳米管的单根或单束的沉积；器件稳定性不高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供了单壁碳纳米管的悬空结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案是：
单壁碳纳米管悬空结构，包括由多个平行电极对有序排列组成的电极对阵列、基底和单壁碳纳米管，所述电极对阵列一极为设在基底一侧的独立电极阵列，另一极为设在基底另一侧的非独立电极阵列，所述非独立电极阵列与信号源的输入端与连接，信号源的输出端悬空放置在独立电极阵列的顶部；所述独立电极阵列由若干个独立电极组成，所述非独立电极阵列由若干个相互之间电连接的非独立电极组成，所述单壁碳纳米管通过交流耦合介电电泳的方法被定向悬空放置在独立电极和非独立电极间。
优选的是：所述基底为柔性基底或硬基底。
优选的是：所述电极对之间的间距小于5μm，所述独立电极与非独立电极之间间隔为5～10μm，所述独立电极与非独立电极均为微电极，微电极宽度为2～4μm，长度约为13～18μm，所述微电极为金微电极或铂微电极。
优选的是：信号源的输出端与独立电极阵列的距离为0.4～0.6mm。
优选的是：所述基底表面铺设有分散液层。
基于单壁碳纳米管悬空结构的柔性传感器，包括柔性基底、多个平行电极对有序排列组成的电极对阵列、单壁碳纳米管，所述电极对阵列一极为设在柔性基底一侧的独立电极阵列，另一极为设在柔性基底另一侧的非独立电极阵列，所述非独立电极阵列与信号源的输入端与连接，信号源的输出端悬空放置在独立电极阵列的顶部；所述独立电极阵列由若干个排列有序的独立电极组成，所述非独立电极阵列由若干个相互之间电连接的非独立电极组成，所述单壁碳纳米管的两端分别与独立电极和非独立电极固定连接。
优选的是：所述柔性基底为PI薄膜，柔性基底的厚度为10～30μm。
柔性传感器的制作方法，包括以下步骤：
S1：利用硅微加工方法，在柔性基底上设置排列有序的电极对，电极对一极为独立电极阵列，另一极为非独立电极阵列，所述非独立电极阵列(6) 由若干个相互之间电连接的非独立电极组成，所述独立电极阵列(5)包括若干个与非独立电极相对应且以功能为导向的有序独立电极；
S2：先将信号源的输出端悬空放置在独立电极阵列上方，信号源的输入端与非独立电极阵列相连，再将单壁碳纳米管分散剂滴加至设有电极对阵列的柔性基底中，然后打开信号源，通过交流耦合介电电泳，使得单壁碳纳米管定向悬空放置在电极对间；
S3：配比饱和的Au电镀液，利用区域选择性电沉积，定域沉积Au压覆单壁碳纳米管，使单壁碳纳米管的两端分别与独立电极阵列和非独立电极阵列固定连接。
优选的是：所述硅微加工方法包括真空吸附、溅射、涂光刻胶、光刻胶曝光并显影、离子束刻蚀、反应离子刻蚀、去胶，所述溅射厚度为设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920019035.8
申请日:2019-01-07
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:51(四川)
授权编号:CN209536965U
授权时间:20191025
主分类号:B81B 3/00
专利分类号:B81B3/00;B81C1/00;B82Y30/00;B82Y40/00;C01B32/159;G01B7/16
范畴分类:38P;
申请人:四川理工学院
第一申请人:四川理工学院
申请人地址:644000 四川省宜宾市临港经济技术开发区大学城188号
发明人:郑富中;吴晨光;杨兴;周兆英;吴英;蒲杰;张杰
第一发明人:郑富中
当前权利人:四川理工学院
代理人:杜正国;陆华
代理机构:11641
代理机构编号:北京金宏来专利代理事务所(特殊普通合伙)
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计