石墨烯基氣體傳感器的傳感性能研究.pdf

1、在快速發(fā)展的現(xiàn)代社會中，隨著人們逐步提高的環(huán)保意識，對有毒、有害氣體的檢測，對大氣污染和工業(yè)廢氣的監(jiān)測都提出了更高的要求，這就需要研究靈敏度更高，響應(yīng)更快的新型氣體傳感器。而氣敏材料是氣體傳感器的核心元件，決定了氣體傳感器性能的好壞。自從2004年石墨烯被發(fā)現(xiàn)以來，這種由單層碳原予以sp2雜化而形成的六角蜂巢晶格排布的獨特二維平面結(jié)構(gòu)，在電、熱及機(jī)械性能等方面的優(yōu)良性能表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景，石墨烯大的比表面積、高的載流子遷移率和低噪聲等

2、特性，使其在氣體傳感器領(lǐng)域備受矚目。相比于常見的半導(dǎo)體金屬氧化物氣體傳感器需要較高的工作溫度，石墨烯可以在室溫下進(jìn)行氣體檢測，但是石墨烯氣體傳感器存在著靈敏度低、響應(yīng)恢復(fù)速度慢等問題，這也限制了石墨烯的實際應(yīng)用。針對以上石墨烯氣體傳感器中的問題，我們對改善石墨烯氣體傳感器的靈敏度以及響應(yīng)恢復(fù)速度等氣敏性能進(jìn)行研究，主要工作包括:
　　(1)研究了CVD法制備石墨烯的氣體傳感性能。通過常壓化學(xué)氣相沉積(APCVD)的方法在銅基底上成

3、功制備了單層石墨烯，經(jīng)過直接接觸轉(zhuǎn)移這種簡單有效的辦法把石墨轉(zhuǎn)移到絕緣基底上，進(jìn)行微觀操作制成傳感器元件。在室溫的條件下，檢測了對NO2、 NH3、和CO2三種氣體的響應(yīng)情況。在研究對CO2的氣敏性能時，通過對轉(zhuǎn)移之后的石墨烯進(jìn)行CO2氣體干燥處理，相比于沒有經(jīng)過CO2氣體處理的石墨烯，其氣體響應(yīng)靈敏度有所提升，并簡要分析了其原因。
　　(2)研究了氧化還原石墨烯(rGO)的氣敏性能。通過溫和水熱過程制備氧化還原石墨烯-氧化鎢(r