[发明专利]一种传感器及其制备方法

说明书

本发明涉及一种传感器及其制备方法，所述传感器包括无机衬底，覆盖在所述无机衬底表面的La_0.7Sr_0.3MnO₃薄膜和在所述La_0.7Sr_0.3MnO₃薄膜上形成的金属电极。所述传感器能够同时检测温度、光、磁场等环境信号，且具有耐高温的特性。本发明采用脉冲激光沉积法在无机衬底的表面生长La_0.7Sr_0.3MnO₃薄膜的制备工艺简单，与传统的镀膜工艺及半导体工艺兼容，能够实现光刻和离子刻蚀；从而能够更简单、更高效率的实现传感器的产业化生产。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种传感器及其制备方法。

背景技术

传感器是一种能够将环境信号转化为电学信号的电子元器件，主要包括基体、导电层和金属电极；所述导电层覆盖在所述基体上，再将所述导电层连接金属电极，即可组成传感器。其中，基体也叫衬底，是传感器的基础；导电层主要是将各种环境信号转化为电学信号；金属电极则是将器件与外界进行连接。

现有技术中的传感器大多仅能检测单一信号，已远远不能满足现在人们对传感器多功能化的需求，例如对光、温度、磁场等环境信号的同时检测。功能型氧化物因其丰富的物理性质，如铁电性、铁磁性、超导性、磁阻效应等，而受到广泛的关注。其中，Mn钙钛矿氧化物具有突出的磁电输运特性、温感性和巨磁阻性质；在较低的磁场下也能产生磁电阻效应，在磁性隧道结、磁性探测器、磁存储等领域具有潜在的应用前景；同时，其禁带宽度比较小(约1eV)，对不同波长的光比较敏感，在外加光照射下能够产生光电效应。目前，尚没有将Mn钙钛矿氧化物应用于制备传感器的工艺方法，故无法获得能够同时检测温度、光、磁场等环境信号的多功能、耐高温传感器。

发明内容

基于此，为了克服现有技术的缺陷和不足，本发明提供了一种具有较强的耐高温性能，结构简单的传感器。

所述传感器包括无机衬底，覆盖在所述无机衬底表面的La_0.7Sr_0.3MnO₃薄膜和在所述La_0.7Sr_0.3MnO₃薄膜上形成的金属电极。

相对于现有技术，Mn基钙钛矿氧化物La_0.7Sr_0.3MnO₃薄膜在20K-777.15K的温度范围内的电阻都在万欧姆级别；且对环境信号(如光、磁场和温度)的刺激反应敏感；也是一种氧化物半导体，具有良好的导电性，是优良的导电层材料。同时，由于钙钛矿氧化物La_0.7Sr_0.3MnO₃需要在高温(约600℃)条件下沉积为高质量的La_0.7Sr_0.3MnO₃薄膜，故本发明选择耐高温的无机材料作为衬底，再将所述La_0.7Sr_0.3MnO₃薄膜连接金属电极，从而获得可在高温(≧300℃)环境下工作的多功能传感器。

进一步地，所述La_0.7Sr_0.3MnO₃薄膜的厚度为80～200nm。当La_0.7Sr_0.3MnO₃薄膜的厚度太厚时，导电层则对外界环境信号不灵敏；当La_0.7Sr_0.3MnO₃薄膜的厚度太薄时，易会因为导电层的电阻太大，而无法测量。因此，所制备的La_0.7Sr_0.3MnO₃薄膜厚度要求在80～200nm以内。