本實用新型屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種納米線氣體傳感器及電子鼻系統(tǒng)，納米線氣體傳感器包括襯底和多根納米線，多根納米線設置在襯底的上表面，每個納米線的兩端均設置有電極，多根納米線的表面分別覆蓋多種表面修飾層；通過單根納米線(或有限根數(shù)的納米線)形成獨立納米線器件，從而形成納米線器件陣列。通過多根納米線的表面分別覆蓋多種表面修飾層，使得不同的納米線器件具備不同的氣體響應特性，從而實現(xiàn)氣體成分識別。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及納米線氣體傳感器及電子鼻系統(tǒng)。

背景技術(shù)

與其他類型的氣體傳感器(如電化學、催化燃燒、吸收光譜等)相比，半導體氣體傳感器具有成本低、體積小、可集成等優(yōu)勢。目前，產(chǎn)業(yè)化的半導體氣體傳感器，主要采用SnO₂納米顆粒作為敏感材料(Journal of Industrial and Engineering Chemistry,44,2016,1–22)。但是，納米顆粒之間存在大量的孔隙和晶界缺陷，這劣化了敏感材料的穩(wěn)定性和可靠性；而且，SnO₂納米材料需要在高溫下(200～500℃)才對氣體分子敏感，因此傳感器的加熱功耗很大(約 1W量級)。即使采用微熱板加熱，傳感器的加熱功耗仍有幾十毫瓦。

此外，SnO₂氣體傳感器，對于不同的氧化性(或還原性)氣體，均有一定的靈敏度，無法辨別氣體成分(即選擇性較差)。為了解決選擇性問題，人們提出了“電子鼻”的方法——采用傳感器陣列，來辨別氣體成分。其中，不同傳感器對特定氣體的靈敏度存在差異，通過比較不同傳感器之間的響應差異，可以實現(xiàn)對氣體成分的辨別。并且，傳感器的種類和數(shù)量越多，電子鼻的識別能力越強。但是，當前微熱板尺寸仍然較大(約百微米量級)，無法實現(xiàn)大規(guī)模集成。因此，傳感器的大規(guī)模集成能力，是面臨的另一挑戰(zhàn)。

納米線器件具有大規(guī)模集成的潛力，但是現(xiàn)有納米線氣體傳感器仍未實現(xiàn)傳感器陣列的大規(guī)模集成，也無法識別氣體成分。因此，需要解決納米線氣體傳感器的大規(guī)模集成工藝、以及實現(xiàn)氣體成分的識別功能。

實用新型內(nèi)容

本實用新型提供了一種納米線氣體傳感器及電子鼻系統(tǒng)，旨在解決傳統(tǒng)技術(shù)納米線氣體傳感器的大規(guī)模集成技術(shù)，從而解決氣體成分識別的問題。

本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種納米線氣體傳感器，所述納米線氣體傳感器包括襯底和多根納米線，多根所述納米線設置在所述襯底的上表面，每個所述納米線的兩端均設置有電極，多根所述納米線的表面分別覆蓋多種表面修飾層。

在其中一個實施例中，多種所述納米線平行排列在所述襯底的上表面。

在其中一個實施例中，多種所述納米線包括元素半導體納米線、金屬氧化物半導體納米線和化合物半導體納米線中的至少一種。

在其中一個實施例中，化合物半導體納米線為氮化物半導體納米線。

在其中一個實施例中，多種所述表面修飾層包括金屬催化劑鍍層、金屬氧化物催化劑鍍層、氧化層和半導體金屬氧化物層中的至少一種。

在其中一個實施例中，所述表面修飾層和所述納米線形成芯包層結(jié)構(gòu)。

在其中一個實施例中，所述襯底為藍寶石襯底或石英襯底。

本實用新型實施例還提供一種電子鼻系統(tǒng)，所述電子鼻系統(tǒng)包括如上述的納米線氣體傳感器。

本實用新型實施例通過單根納米線(或有限根數(shù)的納米線)形成獨立納米線器件，從而形成納米線器件陣列。通過多根納米線的表面分別覆蓋多種表面修飾層，使得不同的納米線器件具備不同的氣體響應特性，從而實現(xiàn)氣體成分識別。

附圖說明