電容式碳納米管濕敏傳感器研究.pdf

1、自1991年Iijima發(fā)現(xiàn)碳納米管(CNTs)以來，碳納米管以其比表面積大，吸附性能好，化學(xué)穩(wěn)定性高，以及其獨(dú)特的電學(xué)特性等性質(zhì)而使得碳納米管濕度傳感器具有靈敏度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，因此其具有良好的應(yīng)用前景。
　　本文主要進(jìn)行了對(duì)碳納米管濕敏傳感器的研究。碳納米管薄膜內(nèi)部存在大量的具有各種孔徑的毛細(xì)孔，水蒸氣能夠在這些毛細(xì)孔中發(fā)生毛細(xì)凝聚現(xiàn)象。根據(jù)此原理，利用絲網(wǎng)印刷方法制作了多壁碳納米管(MWNTs)薄膜和摻雜低溫玻璃粉的多壁

2、碳納米管(MWNTs-SiO2)薄膜。又因?yàn)樗南鄬?duì)介電常數(shù)（大約80）遠(yuǎn)大于空氣（大約1），傳感器電容隨濕度變化而變化，因此能夠進(jìn)行濕度檢測。據(jù)此制作了電容式碳納米管濕敏傳感器。
　　將碳納米管用絲網(wǎng)印刷工藝印制在銅電極上，制作了平行板電容式碳納米管濕敏傳感器。并利用單片集成差分電容檢測電路對(duì)傳感器電容信號(hào)進(jìn)行處理，最終實(shí)現(xiàn)濕度到電壓信號(hào)的轉(zhuǎn)換。碳納米管的使用可以有效降低水氣的飽和蒸氣壓；同時(shí)還發(fā)現(xiàn)較小的極板間距能夠提高傳感器的

3、靈敏度，此傳感器具有響應(yīng)速度較快和重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。
　　利用蒸鍍和光刻的工藝制作出Al電極、利用絲網(wǎng)印刷方式制作出碳納米管薄膜，從而制作出叉指電容式碳納米管濕敏傳感器。MWNTs薄膜的靈敏度在測試頻率為1kHz左右時(shí)候最大（低于1kHz不穩(wěn)定），為23％（相對(duì)濕度從11%到97%）；而MWNTs-SiO2薄膜的靈敏度能提高到300%（相對(duì)濕度從11%到97%）以上，并且其具備更好的噪聲特性；利用555多諧振蕩器電路將傳感器的電容信