專利名稱：基于有序多壁碳納米管束－金屬異質(zhì)結(jié)的溫度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溫度傳感器件，尤其涉及一種基于宏觀長(zhǎng)有序碳納米管束—金屬異質(zhì)結(jié)的溫度傳感器。
背景技術(shù)：
利用宏觀體材料的異質(zhì)結(jié)設(shè)計(jì)和制作的溫度傳感器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，如金屬—金屬異質(zhì)結(jié)、金屬—復(fù)合材料異質(zhì)結(jié)等等。文獻(xiàn)資料表明，碳納米管材料具有不同于體材料的特殊的能級(jí)結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的電子學(xué)性能，而且目前合成制備碳納米管的成熟技術(shù)也多種多樣，例如文獻(xiàn)[Zhang XF，Cao AY，Wei BQ，Li YH，Wei JQ，Xu CL，and Wu DH，CHEMICAL PHYSICSLETTERS 2002，362285-290]，[Ci LJ，Wei JQ，Wei BQ，Liang J，Xu CL，and Wu DH，CARBON2001，39(3)329-335]，[Wei JQ，Ci LJ，Jiang B，Li YH，Zhang XF，Zhu HW，Xu CL，and Wu DH，JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY 2003，13(6)1340-1344]以及[中國(guó)發(fā)明專利，公開號(hào)1456498]中均有相關(guān)的報(bào)道。然而，如何利用納米材料的優(yōu)異性能設(shè)計(jì)開發(fā)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能優(yōu)異的新型的溫度傳感器是目前急需解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于有序多壁碳納米管束—金屬異質(zhì)結(jié)的溫度傳感器，旨在利用碳納米管所具有的特殊的能級(jí)結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的電子學(xué)性能，開發(fā)研制一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方便，其響應(yīng)速度快的溫度傳感器。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種基于有序多壁碳納米管束—金屬異質(zhì)結(jié)的溫度傳感器，其特征在于該溫度傳感器含有一根宏觀長(zhǎng)度的多壁碳納米管束，在多壁碳納米管束的一端與金屬導(dǎo)電薄膜相連接，在所述的連接處形成多壁碳納米管束—金屬異質(zhì)結(jié)，并從多壁碳納米管束的另一端和金屬導(dǎo)電薄膜分別引出電極。
本發(fā)明所提供的的溫度傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方便，其響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，而且通過(guò)改進(jìn)工藝，可以將納米管束的橫向尺度加工到納米量級(jí)，這樣就會(huì)使溫度探測(cè)空間分辨尺度縮小到納米量級(jí)，這種器件在未來(lái)的超高分辨的溫度探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用前景。


圖1為本發(fā)明所用宏觀長(zhǎng)有序碳納米管束掃描電子顯微鏡圖像。
圖2為本發(fā)明提供的基于宏觀長(zhǎng)度有序碳納米管束—金屬異質(zhì)結(jié)的溫度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明提供的基于宏觀長(zhǎng)度有序碳納米管束—金屬異質(zhì)結(jié)的溫度傳感器實(shí)施例的異質(zhì)結(jié)表面溫度與熱致電流的關(guān)系曲線。
具體實(shí)施例方式
圖2為本發(fā)明提供的基于宏觀長(zhǎng)度有序多壁碳納米管束—金屬異質(zhì)結(jié)的溫度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。該溫度傳感器含有一根宏觀長(zhǎng)度的有序多壁碳納米管束2，在多壁碳納米管束的一端與金屬導(dǎo)電薄膜1相連接，在所述的連接處形成多壁碳納米管束—金屬異質(zhì)結(jié)，并從碳納米管束的另一端和金屬導(dǎo)電薄膜分別引出電極3。所述的金屬導(dǎo)電薄膜1可采用金、銀、銅、鋁等金屬導(dǎo)電薄膜或含所述金屬的導(dǎo)電膠膜。所采用的多壁碳納米管束可以是用任何方法制備的多壁碳納米管束。工作時(shí)，用導(dǎo)線把兩電極和電流信號(hào)檢測(cè)設(shè)備相連接構(gòu)成回路，當(dāng)異質(zhì)結(jié)上的溫度相對(duì)于碳納米管束尾端的溫度變化時(shí)，回路中即可產(chǎn)生熱致電流，該電流的強(qiáng)度依賴于碳納米管束兩端表面的溫差，即當(dāng)溫差增加時(shí)，熱致電流也會(huì)增加，反之，溫差減小時(shí)，熱致電流也會(huì)減小。
下面舉出一個(gè)具體的實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
圖1為本發(fā)明所用的宏觀長(zhǎng)有序多壁碳納米管束掃描電子顯微鏡圖像，多壁碳納米管束的長(zhǎng)為4.5mm；管束中每根碳納米管的直徑為30～50nm，金屬導(dǎo)電薄膜采用銀膠薄膜。制作過(guò)程是先在宏觀長(zhǎng)度的有序多壁碳納米管束2的頂端涂敷銀膠薄膜1，使頂端形成碳納米管束—金屬銀異質(zhì)結(jié)，然后，從銀膠薄膜1和碳納米管束的尾端分別引出電極3，構(gòu)成溫度傳感器元件(如圖2所示)。測(cè)溫時(shí)，用導(dǎo)線把兩電極和電流信號(hào)檢測(cè)設(shè)備(K2400型測(cè)量源表)相連接構(gòu)成回路，使碳納米管束的尾端保持在恒定溫度19℃(室溫)條件下，將異質(zhì)結(jié)一端與待測(cè)樣品接觸，如樣品溫度與碳納米管束的尾端溫度具有溫差時(shí)，回路中可產(chǎn)生熱致電流，該電流的強(qiáng)度依賴于溫差大小，即當(dāng)溫差增加時(shí)，熱致電流也會(huì)增加，反之，溫差減小時(shí)，熱致電流也會(huì)減小，且其響應(yīng)速度很快。實(shí)驗(yàn)中，我們從室溫測(cè)至190℃(如圖3所示)。
權(quán)利要求
1.一種基于有序多壁碳納米管束-金屬異質(zhì)結(jié)的溫度傳感器，其特征在于該溫度傳感器含有一根宏觀長(zhǎng)度的多壁碳納米管束(2)，在多壁碳納米管束的一端與金屬導(dǎo)電薄膜(1)相連接，在所述的連接處形成多壁碳納米管束-金屬異質(zhì)結(jié)，并從多壁碳納米管束的另一端和金屬導(dǎo)電薄膜分別引出電極(3)。
全文摘要
基于有序多壁碳納米管束—金屬異質(zhì)結(jié)的溫度傳感器，涉及一種碳納米管束—金屬異質(zhì)結(jié)的溫度傳感器。它是將具有宏觀長(zhǎng)度有序的碳納米管束的頂端與金屬導(dǎo)電薄膜相連接，在連接處形成碳納米管束—金屬異質(zhì)結(jié)，然后，從金屬導(dǎo)電薄膜和碳納米管束的尾端分別引出電極，構(gòu)成溫度傳感器。工作時(shí)，用導(dǎo)線把兩電極和電流信號(hào)檢測(cè)設(shè)備相連接構(gòu)成回路，當(dāng)異質(zhì)結(jié)上的溫度相對(duì)于碳納米管束尾端的溫度變化時(shí)，回路中即可產(chǎn)生熱致電流，該電流的強(qiáng)度依賴于碳納米管束兩端表面的溫差，即當(dāng)溫差增加時(shí)，熱致電流也會(huì)增加，反之，溫差減小時(shí)，熱致電流也會(huì)減小。該溫度傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方便，其響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01K7/02GK1632483SQ200510011170
公開日2005年6月29日 申請(qǐng)日期2005年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月14日
發(fā)明者孫家林, 孫紅三, 劉曉萌, 朱嘉麟, 韋進(jìn)全 申請(qǐng)人:清華大學(xué)