環(huán)境傳感器和用于確定相對蒸汽壓力的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及環(huán)境傳感器、相關(guān)聯(lián)的方法和裝置的領(lǐng)域，并且特別地涉及一種裝置，其在確定所述裝置所位于的環(huán)境中的流體的相對蒸汽壓力時被使用。某些公開的示例方面/實施例涉及便攜式電子設(shè)備，特別是在使用中可以手持的所謂的手持便攜式電子設(shè)備(盡管它們在使用中可以放置在支架中)。這樣的手持便攜式電子設(shè)備包括所謂的個人數(shù)字助理(PDA)和平板PC。
[0002]根據(jù)一個或多個公開的示例方面/實施例的便攜式電子設(shè)備/裝置可以提供一個或多個音頻/文本/視頻通信功能(例如，遠程通信，視頻通信和/或文本傳輸，短消息服務(wù)(SMS)/多媒體消息服務(wù)(MMS)/電子郵件功能)、交互式/非交互式觀看功能(例如，網(wǎng)頁瀏覽，導(dǎo)航，TV/節(jié)目觀看功能)、音樂記錄/播放功能(例如，MP3或其他格式和/或(FM/AM)無線電廣播記錄/播放)、數(shù)據(jù)下載/發(fā)送功能、圖像捕獲功能(例如，使用(例如內(nèi)置的)數(shù)碼相機)、以及游戲功能。
【背景技術(shù)】
[0003]氧化石墨烯近來已經(jīng)被認為是用于溫度和濕度傳感器中的新型材料。當(dāng)與現(xiàn)有的傳感器相比時，把氧化石墨烯用作傳感材料使得能夠以低成本生產(chǎn)具有改進的靈敏度的透明柔性傳感器。然而，這樣的傳感器已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)受到以下缺陷的影響:
[0004](i)結(jié)構(gòu)劣化一已知的是，在暴露于水(液體和蒸汽)期間，會發(fā)生氧化石墨烯的不可逆的改性，并且當(dāng)有電流流過氧化石墨烯層時，該不可逆的改性被認為會得到加速。
[0005](ii)低電導(dǎo)率一氧化石墨烯是絕緣體，并且(為透明度和速度所需的)厚度<50nm的氧化石墨烯層具有〉GQ/Sq的薄層電阻。對于典型的叉指式電極設(shè)計，尤其是使用印刷電極的那些叉指式電極設(shè)計，這會將傳感器的占用面積限制為幾十平方毫米。在某些情況下，可能合乎需要的是，縮小該傳感器布局尺寸。
[0006](iii)AC操作一已經(jīng)觀察到，氧化石墨烯傳感器在DC偏置下的操作會導(dǎo)致跨過氧化石墨烯傳感層的開路電壓的增大、以及DC電導(dǎo)測量中的不穩(wěn)定性。這已經(jīng)導(dǎo)致使用AC或脈沖式激勵來測量氧化石墨烯傳感器。在某些情況下，DC操作可能是合乎需要的。
[0007](iv)靈敏度一盡管氧化石墨烯對相對濕度高度敏感，但是在靈敏度和厚度(其影響透明度和速度)之間存在折衷。
[0008]本公開的一個或多個方面/實施例可以或者可以不解決這些問題中的一個或多個。
[0009]本說明書中的在先公開的文件或任何【背景技術(shù)】的列舉或討論不一定要被視為承認該文件或【背景技術(shù)】是當(dāng)前發(fā)展水平的一部分或者是公知常識。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]根據(jù)第一方面，提供了一種裝置，其在確定所述裝置所位于的環(huán)境中的流體的相對蒸汽壓力時被使用，所述裝置包括:
[0011]第一層，其配置成使電荷載流子能夠從源電極流動到漏電極；
[0012]第二層，其配置成使用在所述第一和第二層之間形成的電場，控制第一層的電導(dǎo)；以及
[0013]第三層，其布置在第一和第二層之間以阻止電荷載流子在它們之間流動，從而使所述電場能夠形成，
[0014]其中第二層配置成在與所述流體相互作用時展現(xiàn)電荷分布，該電荷分布產(chǎn)生第一和第二層之間的所述電場，以及其中第二層配置成使得所述電荷分布和電場強度取決于所述環(huán)境中的流體的相對蒸汽壓力，從而允許從第一層的電導(dǎo)的測量值得出相對蒸汽壓力。
[0015]貫穿本說明書所使用的術(shù)語“相對蒸汽壓力”可以被用來表示在給定溫度下，流體的部分蒸汽壓力與其飽和蒸汽壓力之間的比率。流體可以包括液體和氣體中的一個或多個。流體可以包括水。流體的相對蒸汽壓力可以提供環(huán)境的相對濕度的指示。
[0016]第一層可以包括石墨烯。第二層可以包括氧化石墨烯。第三層可以包括下述中的一個或多個:氮化硼，氧化鋁，二氧化鉿，二氧化硅，和聚對二甲苯。第一、第二和第三層中的一個或多個可以具有一個原子層的厚度。
[0017]第二層可以包括第一材料，其具有配置成在與所述流體相互作用時釋放帶電粒子以產(chǎn)生所述電荷分布的一個或多個官能團。第二層可以包括第二材料，其也具有配置成在與所述流體相互作用時釋放帶電粒子以產(chǎn)生所述電荷分布的一個或多個官能團。第一材料可以配置成形成與第二材料的接合區(qū)(junct1n)。第一材料可以具有比第二材料更高的電荷釋放官能團濃度，使得在第二層暴露于所述流體時，在所述接合區(qū)處產(chǎn)生帶電粒子的濃度梯度。
[0018]帶電粒子可以是質(zhì)子。電荷釋放官能團可以包括羧基、羥基和環(huán)氧基中的一個或多個。第一材料可以包括氧化石墨烯。氧化石墨烯可以包括多個完全或部分氧化的石墨烯薄片。
[0019]所述裝置可以包括保護層，其配置成阻止對第一、第二和第三層中的一個或多個的損害，而不阻止環(huán)境中流體的相對蒸汽壓力被確定。保護層可以包括流體可滲透的材料，諸如嵌段共聚物或非吸收性織物層。
[0020]第一層可以被圖案化，以在源電極和漏電極之間形成通道。所述裝置可以包括源電極和漏電極。所述裝置可以包括配置成影響第二層內(nèi)的電荷分布的背面電極。
[0021]所述裝置可以包括用于測量/計算第一層的電導(dǎo)的單元。所述裝置可以包括用于從第一層的電導(dǎo)的測量值/計算值得出環(huán)境中的流體的相對蒸汽壓力的單元。
[0022]所述裝置可以是下述中的一個或多個:電子設(shè)備，便攜式電子設(shè)備，便攜式遠程通信設(shè)備，傳感器，以及用于上述設(shè)備中的任何一個的模塊。
[0023]根據(jù)另一方面，提供了一種使用一裝置確定所述裝置所位于的環(huán)境中的流體的相對蒸汽壓力的方法，所述裝置包括:
[0024]第一層，其配置成使電荷載流子能夠從源電極流動到漏電極；
[0025]第二層，其配置成使用在第一和第二層之間形成的電場，控制第一層的電導(dǎo)；以及
[0026]第三層，其布置在第一和第二層之間以阻止電荷載流子在它們之間流動，從而使所述電場能夠形成，
[0027]其中第二層配置成在與所述流體相互作用時展現(xiàn)電荷分布，該電荷分布產(chǎn)生第一和第二層之間的所述電場，以及其中第二層配置成使得所述電荷分布和電場強度取決于所述環(huán)境中的流體的相對蒸汽壓力，從而允許從第一層的電導(dǎo)的測量值得出相對蒸汽壓力，所述方法包括:
[0028]測量/計算第一層的電導(dǎo)；以及
[0029]從所測量/計算的第一層的電導(dǎo)得出所述環(huán)境中的流體的相對蒸汽壓力。
[0030]根據(jù)另一方面，提供了一種方法，用于制作一裝置，所述裝置在確定所述裝置所位于的環(huán)境中的流體的相對蒸汽壓力時被使用，所述方法包括:
[0031 ]形成所述裝置的第一、第二和第三層，
[0032]第一層配置成使電荷載流子能夠從源電極流動到漏電極；
[0033]第二層配置成使用在第一和第二層之間形成的電場，控制第一層的電導(dǎo)；以及
[0034]第三層布置在第一和第二層之間以阻止電荷載流子在它們之間流動，從而使所述電場能夠形成，
[0035]其中第二層配置成在與所述流體相互作用時展現(xiàn)電荷分布，該電荷分布產(chǎn)生第一和第二層之間的所述電場，以及其中第二層配置成使得所述電荷分布和電場強度取決于所述環(huán)境中的流體的相對蒸汽壓力，從而允許從第一層的電導(dǎo)的測量值得出相對蒸汽壓力。
[0036]除非明確陳述或者為本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解，本文公開的任何方法的步驟不必以所公開的確切順序執(zhí)行。
[0037]用于實現(xiàn)本文所公開的方法中的一個或多個的相應(yīng)計算機程序(其可以或者可以不被記錄