【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种多层二维复合电极及其制备方法与2.5d叠层封装芯片和生物电检测传感器尤其是肌电传感器中的应用，属于智能电子器件。
技术介绍
1、semg(表面肌电信号)是一种生物电流信号，它产生于生物组织器官，是伴随肌肉收缩动作产生的一种生物电信号，容易受到电极位置、睡眠姿势和皮肤电阻的影响。
2、在论文synergistic enhancing photoelectrochemical response of bi10o6s9with wo3 optical heterojunction in wide wavelength range(appl.surf.sci.509(2020)144697)中，介绍了一种wo3/bi10o6s9异质结光电极。基于化学浴沉积法，在wo3纳米板上原位生长bi10o6s9纳米片。通过将多维交错异质结与陷光结构耦合形成一种简单的协同光学异质结结构。结果表明，在长波长范围内，器件的界面电荷转移速度加快，光吸收增强，光激发电子空穴对的分离和转移效率得到提高。在-0.1v(相对饱和甘汞电极)下，光电流响应为1.16ma·cm-2，分别是纯wo 3电极和纯bi10o 6s 9电极的21倍和1.8倍。这种光学异质结没有达到预期，其表面存在三维孔洞缺陷没有填补。
3、在中国专利“一种偏瘫患者手部运动功能康复训练装置及模型训练方法”(公开号cn109498362a)中，该专利技术公开了一种偏瘫患者手部运动功能康复训练装置及模型训练方法，通过辅助患者手部按照意愿连续动作，使康复训练更注
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种多层二维复合电极及其制备方法与基于该复合电极的检测芯片，解决肌电信号采集过程中的困难，将具备生物电尤其是肌电感知功能的复合检测装置用于增强生物电尤其是肌电信号检测。为解决该问题，本专利技术采用以下技术方案：
2、其一，本专利技术所述一种多层二维复合电极，所述电极为si/ag/硼烯/铋烯/mxene/tio2/p2o3/黑磷形成的多层二维结构，所述多层二维复合电极si/ag/硼烯/铋烯/mxene/tio2/p2o3/黑磷为工作电极；
3、作为优选的，对于所述的多层二维复合电极，其中，si表面存在三维孔洞缺陷，每平方微米的孔洞缺陷1～5个，每个孔洞缺陷面积为100～1000nm2、深度为50～110nm；si上表面为ag层，ag层表面存在三维孔洞缺陷，每平方微米的孔洞缺陷1～5个，每个孔洞缺陷面积为100～1000nm2，深度50～120nm；ag层上为硼烯层，且硼烯填补ag层的三维孔洞缺陷；硼烯层上为铋烯层，铋烯继续填补ag层的三维孔洞缺陷；mxene层均匀覆盖铋烯层上表面，且其表面存在三维孔洞缺陷，每平方微米的孔洞缺陷约1～5个，每个孔洞缺陷面积为100～200nm2，深度80～120nm；二维mxene层上存在tio2，且tio2通过ti-o键连接mxene；mxene层上为黑磷层，黑磷填充mxene层表面的三维孔洞缺陷；并且，在mxene层和黑磷层的界面处存在p2o3，黑磷层通过p-o-ti键连接tio2、通过p-o键连接p2o3。
4、优选的，对于所述的多层二维复合电极，其中，si的厚度为480～520μm，粗糙度为20～30nm；ag的厚度为80～100nm，及形成的si/ag层的粗糙度为25～40nm；硼烯的厚度为130～150nm，及形成的si/ag/硼烯层的粗糙度为90～110nm；铋烯的厚度为120～140nm，及形成的si/ag/硼烯/铋烯层的粗糙度为190～210nm；mxene的厚度为540～570nm，及形成的si/ag/硼烯/铋烯/mxene/tio2层的粗糙度为140～160nm；黑磷的厚度为60～90nm，及形成的si/ag/硼烯/铋烯/mxene/tio2/p2o3/黑磷层的粗糙度为150～170nm。
5、其二，本专利技术还提供了所述多层二维复合电极的制备方法，可以包括以下步骤：
6、1)制作si/ag基底：在刻蚀后的si表面沉积ag；
7、2)制作si/ag/硼烯/铋烯电极：在si/ag基底上旋涂硼烯前驱溶液，真空干燥，再旋涂铋烯前驱溶液，真空干燥，得到si/ag/硼烯/铋烯电极；
8、3)制作si/ag/硼烯/铋烯/mxene/tio2电极：在si/ag/硼烯/铋烯电极上，旋涂mxene前驱溶液，旋涂完成后在200～350℃恒温退火处理20～40min，之后臭氧处理20～50min，在mxene层上生长tio2。
9、4)制作si/ag/硼烯/铋烯/mxene/tio2/p2o3/黑磷电极：在si/ag/硼烯/铋烯/mxene/tio2电极上旋涂1.2～1.5mg·ml-1的黑磷溶液，然后在200～350℃恒温退火处理20～50min。
10、优选的，对于上述所述的制备方法，其中步骤2)所述硼烯前驱溶液浓度为0.9～1.0g·ml-1优选0.948～0.950g·ml-1，铋烯前驱溶液浓度为1.000～1.008g·ml-1优选1.000～1.005g·ml-1；步骤3)mxene前驱溶液浓度为1.0～2.0mg·ml-1优选1.2～1.5mg·ml-1；步骤4)黑磷溶液浓度为1.0～2.0mg·ml-1优选1.2～1.5mg·ml-1。
11、作为一种较为优选的技术方案，本专利技术所述多层二维复合电极的制备方法，具体可以包括以下步骤：
12、1)制作si/ag基底：在刻蚀后的干净的si表面沉积一层ag层。
13、2)硼烯、铋烯溶液的制备：将100mg硼粉分散在20ml dmf(n，n-二甲基甲酰胺)中，在500～700w的功率下，超声4～6小时，以2500～3000rpm的转速离心25～35分钟，以去除脱落的硼颗粒，得到硼烯前驱溶液(上清液)，密度为0.948～0.950g·ml-1。将100mg铋粉分散在30ml去离子水中，采用探针式超声波仪本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多层二维复合电极，其特征在于，其为Si/Ag/硼烯/铋烯/MXene/TiO2/P2O3/黑磷形成的多层二维结构，其中，Si表面存在三维孔洞缺陷，每平方微米的孔洞缺陷1～5个，每个孔洞缺陷面积为100～1000nm2、深度为50～110nm；Si上表面为Ag层，Ag层表面存在三维孔洞缺陷，每平方微米的孔洞缺陷1～5个，每个孔洞缺陷面积为100～1000nm2，深度50～120nm；Ag层上为硼烯层，且硼烯填补Ag层的三维孔洞缺陷；硼烯层上为铋烯层，铋烯继续填补Ag层的三维孔洞缺陷；MXene层均匀覆盖铋烯层上表面，且其表面存在三维孔洞缺陷，每平方微米的孔洞缺陷约1～5个，每个孔洞缺陷面积为100～200nm2，深度80～120nm；二维MXene层上存在TiO2，且TiO2通过Ti-O键连接MXene；MXene层上为黑磷层，黑磷填充MXene层表面的三维孔洞缺陷；并且，在MXene层和黑磷层的界面处存在P2O3，黑磷层通过P-O-Ti键连接TiO2、通过P-O键连接P2O3。
2.如权利要求1所述的多层二维复合电极，Si的厚度为480～520μm，粗糙度为2
3.一种权利要求1或2所述多层二维复合电极的制备方法，包括以下步骤：
4.一种兼具感知电场信号和光学信号的传感器模块，包括水凝胶作为电解质包裹的权利要求1-2任一项所述的或者由权利要求3所述制备方法得到的多层二维复合电极。
5.一种复合检测芯片，包括权利要求4所述的传感器模块、光器件模块、微处理器模块、电源管理模块、无线收发模块以及底座；传感器模块和电源管理模块设于底座上，光器件模块设于传感器模块上，微处理器模块设于电源管理模块上，无线收发模块设于微处理器模块上。
6.如权利要求5所述的复合检测芯片，其特征在于，所述传感器模块用于捕获外部的电场信号和光学信号，并将其转化为电信号；
7.权利要求5或6所述的复合检测芯片的封装制作方法，采用2.5D封装，采用扇出、硅通孔、重布线、倒装键合的封装工艺，具体的：
8.权利要求5或6所述复合检测芯片在感知并增强生物电信号检测中的应用，所述生物电信号为心电信号、脑电信号、肌电信号、胃电信号或视网膜电信号。
9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述生物电信号为肌电信号。
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，包括以下检测步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种多层二维复合电极，其特征在于，其为si/ag/硼烯/铋烯/mxene/tio2/p2o3/黑磷形成的多层二维结构，其中，si表面存在三维孔洞缺陷，每平方微米的孔洞缺陷1～5个，每个孔洞缺陷面积为100～1000nm2、深度为50～110nm；si上表面为ag层，ag层表面存在三维孔洞缺陷，每平方微米的孔洞缺陷1～5个，每个孔洞缺陷面积为100～1000nm2，深度50～120nm；ag层上为硼烯层，且硼烯填补ag层的三维孔洞缺陷；硼烯层上为铋烯层，铋烯继续填补ag层的三维孔洞缺陷；mxene层均匀覆盖铋烯层上表面，且其表面存在三维孔洞缺陷，每平方微米的孔洞缺陷约1～5个，每个孔洞缺陷面积为100～200nm2，深度80～120nm；二维mxene层上存在tio2，且tio2通过ti-o键连接mxene；mxene层上为黑磷层，黑磷填充mxene层表面的三维孔洞缺陷；并且，在mxene层和黑磷层的界面处存在p2o3，黑磷层通过p-o-ti键连接tio2、通过p-o键连接p2o3。
2.如权利要求1所述的多层二维复合电极，si的厚度为480～520μm，粗糙度为20～30nm；ag的厚度为80～100nm，及形成的si/ag层的粗糙度为25～40nm；硼烯的厚度为130～150nm，及形成的si/ag/硼烯层的粗糙度为90～110nm；铋烯的厚度为120～140nm，及形成的si/ag/硼烯/铋烯层的粗糙度为190～210nm；mxene的厚度为540～570n...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾玮，吴政印，邓黎婷，桂安，王思亮，陈志亮，桂鹏彬，叶飞鸿，曾野，黄志祥，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：
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