[实用新型]一种基于倒装结构的石墨烯高度计

说明书

一种基于倒装结构的石墨烯高度计，包括：封装外壳以及设置在封装外壳顶端的封装端盖；封装端盖为中间带有通孔结构的板状结构，封装端盖和封装外壳共同界定一个容纳空间；基板，基板设置在封装外壳内侧的底部；密封环，密封环水平设置在基板上表面；检测单元，检测单元设置在密封环上，基板、密封环、检测单元共同构成了一个无氧腔；互连组件，互连组件一端与检测单元连接，互连组件另一端与外部连接导出检测单元中的电学响应。本实用新型的有益效果在于，背部刻蚀成硅杯结构形成倒装结构与外界接触，避免了石墨烯与外界直接接触，器件可稳定工作于各种复杂环境，重复性好，可靠性高，灵敏度、精确度显著提升。

技术领域

本实用新型涉及高度测试技术领域，具体涉及一种基于倒装结构的石墨烯高度计。

背景技术

随着科技的发展进步，在众多领域对于高度参数的监控技术需求日渐增大，高度计不仅在航空、测绘、军事等领域广泛应用，在登山、探险等日常生活中也有广泛的应用，但是在复杂恶劣环境下，高度参数的获取仍是需要完善的科学技术。

近年来，国内外众多单位和学者对高度计进行了大量的研究和产品开发。综合高度测量的应用现状，高度测量方法大致分为传统的机械式直接测量和利用电子仪器(如气压传感器测量大气压)间接计算测量两种，其中机械式测量是采用传统的机械测量设备，但由于体积大、携带不便和测量精度低等缺陷，在实际工程应用中更多是采用电子仪器进行高度测量，由此衍生出激光测距、卫星测高、无线电测距、气压测高等众多精确度、复杂度不同的测高技术，但是激光测距、卫星测高、无线电测距等在某些特定情况下，如高山、隧道、森林等复杂环境中容易受到限制，而气压测高测量方法简单，也不受高度值和高山、隧道森林等复杂环境的限制。

传统的气压式高度计的压阻材料一般采用的是单晶硅、绝缘体上硅(SOI)、蓝宝石上硅(SOS)以及碳化硅(SiC)等，但都存在一些问题，比如说重复性差、晶格失配、灵敏度和精确度受到限制，难以再有很大提升。

随着科学的进步与发展，石墨烯材料横空出世，它以其优秀的电学、热学、力学和化学性质成为现今制造各种纳米传感器的良好材料。针对现有气压式高度计出现的问题，申请人提出利用具有众多优异性质的石墨烯和氮化硼制备高度计。据调研，文献《Electromechanical Resonators from Graphene Sheets》、《ElectromechanicalPiezoresistive Sensing in Suspended Graphene Membranes》等率先提出了将石墨烯应用于压力传感器，专利CN103378082等公布了工作在常温下的石墨烯压力传感器，石墨烯都是裸漏在外界，缺少对石墨烯的保护，难以应用于复杂环境当中，而且石墨烯仅仅是依靠范德华力黏附于衬底，不适合应用于负压环境当中，故均不适合应用于高度计。

实用新型内容

为了有效解决上述背景技术问题的不足，利用石墨烯材料代替金属材料和其它半导体材料，设计了一种基于倒装结构的石墨烯高度计；石墨烯薄膜受气压差影响电学特性发生改变，具体是气压差改变了石墨烯薄膜的电阻，然后通过外部检测电路检测石墨烯薄膜电阻的变化来实现对高度的测量。

一种基于倒装结构的石墨烯高度计，所述高度计包括：

封装外壳以及设置在所述封装外壳顶端的封装端盖；

所述封装端盖为中间带有通孔结构的板状结构，所述封装端盖和封装外壳共同界定一个容纳空间；

基板，所述基板设置在所述封装外壳内侧的底部；

密封环，所述密封环水平设置在所述基板上表面；

检测单元，所述检测单元设置在所述密封环上，所述基板、密封环、检测单元共同构成了一个无氧腔；

互连组件，所述互连组件一端与所述检测单元连接，所述互连组件另一端与外部连接导出检测单元中的电学响应。