[发明专利]界面应力调控/增强自驱动柔性气体传感器灵敏度的方法

权利要求书

1.一种界面应力调控自驱动柔性气体传感器灵敏度的方法，其特征在于，所述自驱动柔性气体传感器包括自下而上依次设置的柔性基底、下电极、p型窄带隙半导体层、气敏层和上电极，通过弯曲使自驱动柔性气体传感器产生形变，进而调控气体传感器的灵敏度；其中所述气敏层材料为GaN亚微米棒或ZnO纳米棒。

2.根据权利要求1所述的界面应力调控自驱动柔性气体传感器灵敏度的方法，其特征在于，当自驱动柔性气体传感器向上弯曲时，增强了自驱动柔性气体传感器探测氧化性气体的灵敏度；当自驱动柔性气体传感器向下弯曲时，增强了自驱动柔性气体传感器探测还原性气体的灵敏度。

3.根据权利要求1所述的界面应力调控自驱动柔性气体传感器灵敏度的方法，其特征在于，所述气敏层的厚度为300-500nm。

4.根据权利要求1所述的界面应力调控自驱动柔性气体传感器灵敏度的方法，其特征在于，所述p型窄带隙半导体层的材料为p型掺杂的Si、聚-3已基噻吩、Cu₂O或PbS，厚度为150～350nm。

5.根据权利要求1所述的界面应力调控自驱动柔性气体传感器灵敏度的方法，其特征在于，所述p型窄带隙半导体层采用磁控溅射、旋涂、喷涂、水热法或者原位聚合法制备得到；所述气敏层采用水热法结合磁控溅射、旋涂、喷涂或滴涂在p型窄带隙半导体层上制备得到。

6.根据权利要求1所述的界面应力调控自驱动柔性气体传感器灵敏度的方法，其特征在于，通过调整固定于柔性基底两侧的夹具或者施加压力的方式使自驱动柔性气体传感器弯曲产生形变，进而调控气体传感器的灵敏度。

7.根据权利要求1所述的界面应力调控自驱动柔性气体传感器灵敏度的方法，其特征在于，所述自驱动柔性气体传感器的制备过程为：

步骤1、采用蒸镀或磁控溅射的方法，在柔性基底上形成图案化的下电极；

步骤2、将P3HT的氯仿溶液预热至45℃-70℃，然后采用旋涂的方法形成于步骤1得到的带下电极的柔性基底上，旋涂转速为1500-3500转/分，旋涂时间为50-70秒，完成后，在80-120℃的真空烘箱中退火30min以上；

步骤3、将Ga(NO₃)₃·9H₂O加入去离子水中，配制得到浓度为0.01g/ml的GaOOH前驱体溶液；在GaOOH前驱体溶液中加入氨水，使前驱体溶液的pH值固定在8-10之间，在120-150℃温度下进行水热反应5-6h；反应完成后，过滤，得到的产物先在空气气氛中、500-600℃温度下热处理1h，再在氨气气氛中、不低于1000℃温度下热处理1h，得到GaN粉末；

步骤4、将步骤3得到的GaN粉末加入无水乙醇中，配制得到浓度为0.1-5mg/ml的GaN亚微米棒悬浮液；然后将得到的GaN亚微米棒悬浮液旋涂于步骤2得到的带P3HT的柔性基底上，旋涂转速为500-1500转/分，旋涂时间为15-25秒，完成后，在70-80℃下干燥处理20min以上，待自然冷却后进行下一次涂覆；多次重复上述GaN亚微米棒悬浮液的旋涂-干燥过程，得到GaN亚微米棒气敏层；

步骤5、将柔性ITO和柔性基底贴合，得到所述自驱动柔性气体传感器。