【摘 要】
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文章报道了一种全新结构的碳纳米管薄膜气体传感器,采用LB镀膜技术将碳纳米管均匀沉积在亚波长直径的微纳光纤表面.LB镀膜技术是制备分子高度有序排列的先进技术,而且镀
【机 构】
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电子科技大学宽带光纤传输和通信网络技术教育部重点实验室,四川 成都 610054
【出 处】
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中国光学学会纤维光学与集成光学专业委员会全国第15次光纤通信暨第16届集成光学学术会议
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文章报道了一种全新结构的碳纳米管薄膜气体传感器,采用LB镀膜技术将碳纳米管均匀沉积在亚波长直径的微纳光纤表面.LB镀膜技术是制备分子高度有序排列的先进技术,而且镀膜长度,厚度,以及分子沉积的速度都可以精确控制.该传感结构的作用机理有别于基于碳纳米管的电阻式传感器和场效应晶体管传感器,克服了传统气体传感器灵敏度低,选择性差以及需要高温下工作等缺点.微纳光纤表面沉积的碳纳米管薄膜形成了其包层结构,把该结构应用于气体传感时,碳纳米管薄膜表现出良好的吸附特性,吸附的气体分子与碳纳米管相互作用,有效地改变薄膜的介电常数,从而引起微纳光纤包层有效折射率的变化以及对电磁波吸收的改变.按如下图所示实验系统,功率恒定的波长可调激光器作为光源,镀膜微纳光纤的输出光通过光纤光谱仪进行检测.实验测得碳纳米管镀膜微纳光纤周围丙酮和二甲苯气体浓度变化时,将引起微纳光纤输出光强的变化,其最大光强灵敏度在丙酮浓度为2.04×10-2mol/L时为3.1dB,二甲苯浓度为1.22×1 0-2mol/L时为9.5dB.对自由挥发的丙酮和二甲苯气体的响应时间分别为9～40分钟和15～35分钟,恢复时间分别为7～20分钟和2～5秒钟.结果表明,基于碳纳米管LB镀膜的微纳光纤在丙酮、二甲苯等特种气体微量变化的传感测试中有着良好的应用前景.
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