本发明属于紫外偏振光检测和压力传感技术领域，更具体地，涉及一种新型sno2微米线及其制备的柔性电子器件和应用。
背景技术：
偏振光探测器和压力传感器在当今人类生活中扮演着十分重要的角色，极大丰富和方便了人类的日常生活。偏振光探测可以广泛应用在化学和机械工业当中，例如，利用偏振光原理检测化学溶液的种类和浓度、检测物体内部应力分布等，还可以应用在汽车电灯、立体电影和生物成像中。压力传感器也与人类生活密切相关，它是将应力信号转换成电学信号的装置或器件，其在水电、交通、石化、机床等领域有着重要的应用。如今，快速发展的可穿戴设备也要求将人体运动时产生的形变或压力信号转换成可输出的电信号。例如，心脏或脉搏的跳动、关节处的运动等等，从而达到实时健康监测、运动监测等功能。
优良的偏振光检测和压电性能往往需要半导体材料具有非对称晶体结构和各项异性，而一维纳米材料具有极好的非对称晶体结构，预测具有优良的光学和电学各向异性性能，是新一代偏振光检测和应力传感器的候选材料体系。sno2是一种宽带隙(3.6ev)的n型半导体，具有非对称的四方相金红石晶体结构和优良的紫外光吸收性能。基于传统半导体的偏振光检测器和压力传感器虽然工艺成熟，但同时也面临着材料制备困难、工艺复杂、成本昂贵、机械强度弱等难题。因此，迫切需要发展新材料和新结构，以满足不断提高的偏振光检测和压力传感技术的快速发展需求。
技术实现要素：
为了解决上述现有技术存在的不足和缺点，本发明目的在于提供一种新型sno2微米线。该sno2微米线具有极强的结构各项异性，因而表现出有优良的紫外偏振光探测能力和压电性能，解决了传统半导体器件制备工艺复杂、成本昂贵、性能低下等问题。此外，该sno2微米线最大长度可达1cm，非常易于柔性电子器件的制作，利于降低成本，推广应用。
本发明的另一目的在于提供一种基于上述新型sno2微米线制备的柔性电子器件。
本发明的再一目的在于提供一种上述柔性电子器件的应用。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种新型sno2微米线，所述sno2微米线是采用cvd法将sno2粉末和石墨粉研磨混合，在保护气氛下，升温至1000～1200℃加热，并控制气体流量，冷却至室温制得。
优选地，所述sno2微米线的长度范围10μm～10mm。
优选地，所述sno2粉末和石墨粉的质量比为(1～10)：(1～10)。
优选地，所述加热的时间为30～90min；所述升温的速率为10～30℃/min；所述气体流量为90～150sccm。
优选地，所述保护气氛为氩气或氮气。
一种柔性电子器件，所述柔性电子器件是所述的sno2微米线制得。
优选地，所述柔性电子器件是将单根sno2微米线转移至柔性衬底上，用导电浆料固定在sno2微米线的两端作为电极，设置两端电极间的距离为20～100μm，电极方向与沿sno2微米线长轴方向平行，空气中在80～120℃退火制得。
优选地，所述柔性衬底为pi或pet，所述导电浆料为ag浆、in浆、au浆或cu浆。
优选地，所述退火的时间为10～60min。
所述的柔性电子器件在紫外偏振光检测或压力传感器领域中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明制备的新型的宽带隙sno2微米线，sno2粉末和石墨粉在高温下的还原作用，使sno2的各向异性的晶体结构有利于沿着c-轴定向生长，该sno2微米线的长度为10μm～10mm，最大长度达到厘米级别。进一步制备了基于sno2微米线的柔性电子器件，其性能优于传统的硅基半导体，并成功应用于高效紫外偏振光探测和压力传感。
2.本发明的方法简单且成本低廉，有利于大规模制备和应用，实现成果转化并进行商业化推广。
3.本发明基于sno2微米线制备了柔性电子器件，成功获得了对紫外偏振光的灵敏探测；首次获得sno2微米线柔性电子器件的优良压电性能，应力灵敏度达到4000多，远大于目前商用的硅基应力传感器(200)。
附图说明
图1为实施例1制备的sno2微米线的sem照片；
图2为实施例4的由实施例1中的sno2微米线制得柔性电子器件的示意图；
图3为实施例4的柔性电子器件在不同紫外偏振光角度下光电流的极坐标图；
图4为实施例4的柔性电子器件在不同应力和光照下的应力灵敏度。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
实施例1
1.把sno2粉末和石墨粉按照质量比1:1混合在一起，放置在研钵里不停的研磨，直至混合均匀，制得混合粉末；
2.采用cvd法将放置在石英舟里混合粉末置于管式炉的中间位置；通入高纯氩气，气流量为200标准毫升/分钟(sccm)，通气时间为30分钟，把石英管中的空气排净；以速度为20℃/min升温至1000℃，保温60分钟，此时将气体流量控制在120sccm；冷却至室温，获取大尺寸的sno2微米线。
图1为实施例1制备的sno2微米线的sem照片。从图1中可知，所得sno2为微米线结构，直径小于1μm，长度大于10μm，最大可达厘米级别。
实施例2
1.把sno2粉末和石墨粉按照质量比1：10混合在一起，放置在研钵里不停的研磨，直至混合均匀，制得混合粉末；
2.将放置在石英舟里混合粉末置于管式炉的中间位置；通入高纯氩气，气流量为150标准毫升/分钟(sccm)，通气时间为30分钟，把石英管中的空气排净；以速度为25℃/min升温至1200℃，保温40分钟，此时将气体流量控制在150sccm；冷却至室温，获取sno2微米线，所得sno2为微米线结构，直径小于1μm，长度为10mm左右。
实施例3
1.把sno2粉末和石墨粉按照质量比10：1混合在一起，放置在研钵里不停的研磨，直至混合均匀，制得混合粉末；
2.将放置在石英舟里混合粉末置于管式炉的中间位置；通入高纯氩气，气流量为300标准毫升/分钟(sccm)，通气时间为30分钟，把石英管中的空气排净；以速度为30℃/min升温至1100℃，保温50分钟，此时将气体流量控制在90sccm；冷却至室温，获取大尺寸的sno2微米线，所得sno2为微米线结构，直径小于1μm，长度为8mm左右。
实施例4
1.将实施例1制得的sno2单根微米线转移至柔性衬底pet衬底；
2.用银作为两端电极，两端电极之间的距离(沟道长度)为50μm，电极方向与沿sno2微米线长轴方向平行；空气中在100℃退火30分钟，制得基于sno2微米线的柔性电子器件。
图3为本实施例的柔性电子器件在不同紫外偏振光角度下光电流的极坐标图；用紫外光源(波长为360nm)对所制得的柔性电子器件进行偏振光电流测试，通过起偏器得到线偏振光，通过半波片控制偏振角度，获得不同偏振角度下的光电流，从图3中可知，sno2微米线能够对不同偏振角度的紫外光产生灵敏的响应，得到明显的光电流，同时光电流在不同偏振光下具有很大的不同，光电流各向异性比可达2.3倍，可应用于紫外偏振光探测。图4为本实施例的柔性电子器件在不同应力和光照下的应力灵敏度。用位移平台夹住pi或pet柔性衬底，缩小距离，从而使衬底弯曲，通过弯曲的柔性衬底对sno2微米线的轴向施加应力，同时用325nm的激光光照，监控柔性器件的电流相对变化值，计算得到不同应力和光照下的应力灵敏度，从图4可知，灵敏度可达4000，远大于传统硅基压力传感器(200)，可应用于灵敏压力传感装置。
实施例5
1.将实施例1制得的sno2单根微米线转移至柔性衬底pi(聚酰亚胺)；
2.用铟作为两端电极，沟道长度为100μm，电极方向与沿sno2微米线长轴方向；空气中在80℃退火60分钟，制得基于sno2微米线的柔性电子器件。
实施例6
1.将实施例1制得的sno2单根微米线转移至柔性衬底pi(聚酰亚胺)；
2.用au作为两端电极，沟道长度为20μm，电极方向与沿sno2微米线长轴方向；空气中在120℃退火10分钟，制得基于sno2微米线的柔性电子器件。
实施例7
1.将实施例1制得的sno2单根微米线转移至柔性衬底pi(聚酰亚胺)；
2.用cu作为两端电极，沟道长度为50μm，电极方向与沿sno2微米线长轴方向；空气中在120℃退火10分钟，制得基于sno2微米线的柔性电子器件。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合和简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种新型sno2微米线，其特征在于，所述sno2微米线是采用cvd法将sno2粉末和石墨粉研磨混合，在保护气氛下，升温至1000～1200℃加热，并控制气体流量，冷却至室温制得。
2.根据权利要求1所述的新型sno2微米线，其特征在于，所述sno2微米线的长度为10μm～10mm。
3.根据权利要求1所述的新型sno2微米线，其特征在于，所述sno2粉末和石墨粉的质量比为(1～10)：(1～10)。
4.根据权利要求1所述的新型sno2微米线，其特征在于，所述加热的时间为30～90min；所述升温的速率为10～30℃/min；所述气体流量为90～150sccm。
5.根据权利要求1所述的新型sno2微米线，其特征在于，所述保护气氛为氩气或氮气。
6.一种柔性电子器件，其特征在于，所述柔性电子器件是由权利要求1-5任一项所述的sno2微米线制得。
7.根据权利要求6所述的柔性电子器件，其特征在于，所述柔性电子器件是将单根sno2微米线转移至柔性衬底上，用导电浆料固定在sno2微米线的两端作为电极，设置两端电极间的距离为20～100μm，电极方向与沿sno2微米线的长轴方向平行，空气中在80～120℃退火制得。
8.根据权利要求7所述的柔性电子器件，其特征在于，所述柔性衬底为pi或pet，所述导电浆料为ag浆、in浆、au浆或cu浆。
9.根据权利要求7所述的柔性电子器件，其特征在于，所述退火的时间为10～60min。
10.权利要求6-9任一项所述的柔性电子器件在紫外偏振光检测或压力传感器领域中的应用。
技术总结
本发明属于紫外偏振光检测和压力传感技术领域，公开了一种新型SnO2微米线及其制备方法和应用。所述SnO2微米线是将SnO2粉末和石墨粉研磨混合，在保护气氛下，升温至1000～1200℃加热，并控制气体流量；冷却至室温制得。将厘米级的单根SnO2微米线转移至柔性衬底上，用导电浆料固定在SnO2微米线的两端作为电极，设置两端电极间的距离为20～100μm，电极方向与沿SnO2微米线长轴方向平行，空气中在80～120℃退火制得柔性电子器件。本发明首次采用CVD生长的SnO2微米线制备了柔性电子器件，应力灵敏度达到4000，并应用于高性能的紫外偏振光检测器和应力传感器。
技术研发人员：李京波;霍能杰;徐志军;赵艳;魏钟鸣;陈洪宇
受保护的技术使用者：华南师范大学
技术研发日：.10.28
技术公布日：.02.28
