1.一种纳米线氢气传感芯片,其特征在于,包括衬底,衬底顶面设置有导电籽晶层,导电籽晶层上设置有物理隔离槽,物理隔离槽第一侧的导电籽晶层顶面设置有第一纳米线阵列,第一纳米线阵列的顶端设置有电极,物理隔离槽第二侧的导电籽晶层顶面设置有第二纳米线阵列;其中,物理隔离槽两侧的结构电隔离,第一纳米线阵列中的第一纳米线为对氢气具有电阻响应特性的金属氧化物半导体纳米线,第二纳米线阵列中的第二纳米线为对氢气具有局域表面等离激元共振响应特性的核壳结构纳米线。
2.根据权利要求1所述的芯片,其特征在于,第一纳米线阵列为垂直有序圆柱纳米线阵列。
3.根据权利要求1所述的芯片,其特征在于,第二纳米线的核壳之间设置有一层核壳合金过渡层。
4.根据权利要求1所述的芯片,其特征在于,电极为叉指电极、对置电极或多点阵列电极,通过调整电极位置,优化导电路径的检测灵敏度。
5.根据权利要求1 4任一项所述的芯片,其特征在于,第一纳米线阵列处于完全裸露状~态,第一纳米线之间无填充物;第二纳米线阵列被埋置或半埋置于孔阵列模板中,孔阵列模板设置于导电籽晶层顶面。
6.一种纳米线氢气传感芯片制备方法,其特征在于,所述芯片为权利要求1 5任一项所~述的芯片,所述制备方法包括:
在衬底表面依次形成导电籽晶层和孔阵列模板;
刻蚀物理隔离槽,切断导电籽晶层和孔阵列模板;
遮蔽物理隔离槽和物理隔离槽第一侧结构,在物理隔离槽第二侧的孔阵列模板孔道内形成核材料纳米线;
遮蔽物理隔离槽和物理隔离槽第二侧结构,在物理隔离槽第一侧的孔阵列模板孔道内形成金属纳米线;
去除遮蔽,在含氧氛围下进行热退火处理,将金属纳米线氧化为金属氧化物半导体纳米线,将核材料纳米线的缺陷消除;
对物理隔离槽第二侧的孔阵列模板进行扩孔,遮蔽物理隔离槽和物理隔离槽第一侧结构,在核材料纳米线表面形成壳层;
选择性去除孔阵列模板,并在第一纳米线阵列的顶端制备电极。
7.一种氢气泄漏检测系统,其特征在于,包括光源、滤光件、光电探测器、信号处理模块和权利要求1 5任一项所述的芯片;
~
光源用以向芯片的第二纳米线阵列提供照明,光电探测器用以检测经过滤光件的反射光或散射光的总光强;其中,反射光为经过第二纳米线阵列反射的光,散射光为经过第二纳米线阵列散射的光;滤光件的透射谱线边缘位于第二纳米线阵列的等离激元共振吸收峰的斜率最大处;
芯片的电极以及第一纳米线阵列所在的导电籽晶层连接信号处理模块的输入端并向信号处理模块输出电阻信号,光电探测器的输出端连接信号处理模块的输入端并向信号处理模块输出光强信号,信号处理模块根据电阻信号和光强信号进行氢气泄漏检测。
8.一种氢气泄漏检测方法,其特征在于,采用权利要求7所述的系统进行检测,所述检测方法包括:接收当前时刻的电阻信号和当前时刻的光强信号;
根据当前时刻的电阻信号、当前时刻的光强信号、电阻基准值和光强基准值,计算电阻变化率和光强变化率;
根据电阻变化率和光强变化率,进行氢气泄漏检测。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,根据电阻变化率和光强变化率,进行氢气泄漏检测,包括:若电阻变化率大于电学漂移阈值且光强变化率的绝对值小于光学稳定阈值,则判定环境漂移,将当前电阻信号更新的电阻基准值,结束当前时刻的氢气泄漏检测,采用更新后的电阻基准值进行下一时刻的氢气泄漏检测;
若光强变化率的抖动指标大于抖动阈值且电阻变化率的绝对值小于电学稳定阈值,则判定光源波动或光路噪声,忽略当前时刻的光强突变或维持当前泄漏检测状态不变,对下一时刻采集的光强信号进行平滑滤波处理;
若在预设的时间窗内,监测到电阻变化率的绝对值大于电学响应阈值、光强变化率的绝对值大于光学响应阈值、电阻信号与光强信号同时发生阶跃变化并且阶跃变化方向均符合预设的氢气响应特征,则判定发生氢气泄漏。
10.根据权利要求8或9所述的方法,其特征在于,所述检测方法还包括,若检测到氢气泄漏,将当前时刻的电阻信号对应的氢气浓度值和当前时刻的光强信号对应的氢气浓度值进行融合计算,输出融合后的氢气浓度值及泄漏报警状态标志。