各种纳米特性传感器的原理及应用举例

来源：广州宏武材料科技有限公司     发布时间：2018-08-01浏览量：次

      纳米特性传感器即利用纳米材料特性制成的传感器，纳米特性传感器的特征是比表面积大。随着接触面积的增大，便出现了许多特异的性能，可满足传感器功能要求的敏感度、应答速度、检测范围等。下面是几种纳米特性传感器的原理及应用举例。

1、气敏传感器

      半导体纳米气体传感器是利用半导体纳米陶瓷与气体接触时电阻的变化来检测低浓度气体。半导体纳米陶瓷表面吸附气体分子时，根据半导体的类型和气体分子的种类不同，材料的电阻率也随之发生不同的变化。半导体纳米材料表面吸附气体时，如果外表原子的电子亲合能大于表面逸出功，原子将从半导体表面得到电子，形成负离子吸附。相反，形成正离子吸附。

2、湿敏传感器

      湿度传感器的工作原理是半导体纳米材料制成的陶瓷电阻随湿度的变化关系决定的。纳米固体具有明显的湿敏特性。对外界环境湿气十分敏感。环境湿度迅速引起其表面或界面离子价态和电子运输的变化。例如，纳米晶体电导随水分变化显著，响应时间短，2min即可达到平衡。

3、压敏传感器

      氧化锌系纳米传感器，由于其具有均匀的晶粒尺寸，它不但适用于低电压器件，而且更适用于高电压电力站，它能量吸收容量高，在大电流时非线性好，响应时间短，电学性能极好，且寿命长。纳米氧化锌压敏传感器高度的非线性电压－电流关系，主要由绝缘晶界层决定。

4、纳米超薄膜化学传感器

      利用2nm的金粒子做核，以巯基烷基酸做有机连接剂，连接剂通过氢键互相作用把纳米粒子组装成多孔纳米超薄膜。这种纳米超薄膜可以涂覆到电极上用来响应电活化的金属离子。纳米粒子间氢键连接形成的通道大小可以通过pH值以及电极电压进行调整，用做电化学传感器，对特定的金属离子进行响应、监测。

5、新型超敏感纳米传感器

      新型超敏感传感器能够通过光线的反射来检测跟分子一样小的物质，这样就使得传感器的可检测范围进一步扩大，从可爆炸物到癌症分子均可被新型传感器所检测。此新型传感器所使用的芯片上布满了金属立柱，这些金属立柱能够用来增强从物体反射回来的光信号。新型传感器的传感能力是现有传感器能力的l0亿倍。这种新设备被称为“磁盘耦合柱点天线阵列”或D2PA，生产制备简单且成本低廉。