[发明专利]一种低成本高灵敏度湿度探测器

说明书

本发明涉及湿度探测领域，具体提供了一种低成本高灵敏度湿度探测器，隔离层置于自旋极化层上，非磁材料层置于隔离层上，吸湿膨胀颗粒的个数为多个，吸湿膨胀颗粒置于非磁材料层上的中部，第一电极和第二电极分别置于非磁材料层上吸湿膨胀颗粒的两侧。应用时，在自旋极化层中施加电流、热梯度、或者微波，在自旋极化层和非磁材料层内形成逆自旋霍尔效应，从而在非磁材料层内形成电荷流。吸湿膨胀颗粒吸收环境中的水分，从而改变了非磁材料层内的电荷流变化。通过测量电荷流的变化实现湿度探测。由于自旋流具有无耗散的特点，所以本发明具有湿度探测功耗低的优点。

技术领域

本发明涉及湿度探测领域，具体涉及一种低成本高灵敏度湿度探测器。

背景技术

湿度探测器是测量环境湿度的传感器具，主要应用在室内外环境检测、气象预报等场合。

常见的湿度探测器有电阻式、电容式、压阻式等。待测环境的湿度影响器件的电阻或电容，通过测量电阻或电容的变化实现湿度探测。例如，电容式湿度传感器的结构是一块平板电容，上下电极构成上下两块平板，中间的感湿薄膜通过吸收水分子改变介电常数来引起平板电容的电容值变化。在传统湿度探测器中，湿度对电阻或电容的改变不明显，探测的灵敏度低。基于光学原理的湿度探测器具有较高的灵敏度，例如，发明专利201711008666.1公开了一种基于FBG技术的可拆卸式湿度计，包括支架、外罩、光纤引线、光纤跳线、FBG（光纤布拉格光栅）、光纤套管、供水盒、吸水性材料，通过复用技术将多个FBG串在同一根光纤上，形成监测网络，利用光纤中反射光波长变化量和光纤轴向应变或环境温度之间的线性关系实现传感。虽然基于光学原理的湿度探测器的灵敏度高，但是由于需要光源与光探测器，基于光学原理的湿度探测器的成本高。

因此，探索基于新原理的湿度探测器以实现低成本和高灵敏度，是高技术的需要。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种低成本高灵敏度湿度探测器，包括自旋极化层、隔离层、非磁材料层、吸湿膨胀颗粒、第一电极、第二电极，隔离层置于自旋极化层上，非磁材料层置于隔离层上，吸湿膨胀颗粒的个数为多个，吸湿膨胀颗粒置于非磁材料层上的中部，第一电极和第二电极分别置于非磁材料层上吸湿膨胀颗粒的两侧。

更进一步地，吸湿膨胀颗粒部分地置于非磁材料层内。

更进一步地，吸湿膨胀颗粒为长方体。

更进一步地，长方体的一边沿非磁材料层的法线方向。

更进一步地，长方体的长边垂直于非磁材料层的法线方向。

更进一步地，自旋极化层为拓扑绝缘体、狄拉克半金属、外尔半金属。

更进一步地，隔离层为石墨烯、氧化铝、氧化镁。

更进一步地，非磁材料层为铂。

更进一步地，吸湿膨胀颗粒的材料为聚酰亚胺。

更进一步地，第一电极和第二电极的材料为金、银、铜、铂。