[发明专利]一种基于多晶面Ir‑Pd纳米粒子体系掺杂的TiO2薄膜紫外探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于多晶面Ir-Pd纳米粒子体系掺杂的TiO₂薄膜紫外探测器，其特征在于：按紫外光线入射方向，从下至上依次为：石英片衬底、多晶面Ir-Pd纳米粒子体系掺杂的TiO₂薄膜、通过磁控溅射方法制备的Au叉指电极；多晶面Ir-Pd纳米粒子体系掺杂的TiO₂薄膜的厚度为80～110nm；在该薄膜中，Ti与Ir的摩尔比为1：0.0005～0.002，Ti与Pd的摩尔比为1：0.0005～0.002，且Ir-Pd纳米粒子体系中的Ir纳米粒子和Pd纳米粒子均为多晶面结构；且该探测器由如下步骤所述方法制备得到，

(1)多晶面Ir-Pd纳米粒子体系掺杂的TiO₂薄膜的制备

将多晶面Ir纳米粒子和多晶面Pd纳米粒子，按Ti与Ir的摩尔比为1：0.0005～0.002，Ti与Pd的摩尔比为1：0.0005～0.002的比例掺入TiO₂溶胶中，常温下搅拌3～6小时，然后静置6～12小时；将静置后的含Ir-Pd纳米粒子体系的TiO₂溶胶涂在清洁处理后的石英片衬底上，用旋涂的方法使其形成溶胶薄膜，旋涂的转速为1500～3000转/分钟，旋涂的时间为20～30秒；完成后再在80～120℃条件下烘干10～15分钟，取出衬底并冷却后，重复旋涂和烘干步骤4～6次，以达到所需要的薄膜厚度；最后将薄膜连同石英片衬底在80～100℃条件下烘干10～15分钟，自然降温冷却后，最终在石英片衬底上得到多晶面Ir-Pd纳米粒子体系掺杂的TiO₂薄膜；

(2)基于多晶面Ir-Pd纳米粒子体系掺杂的TiO₂薄膜的紫外探测器的制备

首先采用旋涂、光刻、显影技术在多晶面Ir-Pd纳米粒子体系掺杂的TiO₂薄膜表面形成具有镂空叉指状窗口的光刻胶薄膜，然后采用磁控溅射技术制备金属电极，最后清洁薄膜表面，从而完成器件的制备。

2.如权利要求1所述的一种基于多晶面Ir-Pd纳米粒子体系掺杂的TiO₂薄膜紫外探测器，其特征在于：石英片衬底厚度为0.5～1.5mm，Au叉指电极的厚度为100～150nm，Au叉指电极的指长度、指间距、指宽度分别为0.8～1.2mm、5～30μm、5～30μm。

3.如权利要求1所述的一种基于多晶面Ir-Pd纳米粒子体系掺杂的TiO₂薄膜紫外探测器，其特征在于：衬底的清洁处理是将石英片衬底依次置于丙酮、乙醇和去离子水中超声清洗10～15分钟，然后氮气吹干。

4.如权利要求1所述的一种基于多晶面Ir-Pd纳米粒子体系掺杂的TiO₂薄膜紫外探测器，其特征在于：是在氮气保护下，将0.25～0.35mmol三氯化铱和1～3mmol醋酸钠加入到70～80mL丙二醇中，于150～180℃的油浴条件下剧烈搅拌回流1～2小时；冷却后，向混合溶液中加入40～60mL甲苯及40～60mL、0.5～1.5mmol/L的PVP(聚乙烯吡咯烷酮)溶液作为反应的表面活性剂，在60～100℃水浴、100～150W超声条件下搅拌0.5～1.5小时；水浴超声搅拌结束后收集甲苯层，加压旋干；产物依次用甲醇、去离子水离心清洗3～5次，干燥后得到多晶面的Ir纳米粒子。

5.如权利要求1所述的一种基于多晶面Ir-Pd纳米粒子体系掺杂的TiO₂薄膜紫外探测器，其特征在于：是在氮气的保护下，将20～30mL、0.8～1.2mmol/L的PdCl₂溶液加入到40～60mL、0.5～1.5mmol/L的作为反应的表面活性剂的PVP溶液中，常温下搅拌30～50min后，再向混合溶液中快速注射5～15mL、10～20mmol/L的NaBH₄溶液，注射时间控制在5s以内；在80～90℃水浴条件下继续搅拌1～3h后，得到含有Pd纳米粒子的溶液；最后依次用氯仿、乙醇溶液循环离心清洗2～4次，干燥后得到多晶面的Pd纳米粒子。