超薄金属修饰石墨烯基气体传感器性能研究

摘要

为了改善本征石墨烯基电阻型气体传感器的室温气体响应性能,采用电子束蒸镀方法在原器件沟道区域分别沉积六种超薄金属,包括1 nm的Au、Ag、Pt、Pd、Ti和Al,并检测这些器件对NO2和NH3气体的响应特性.发现修饰有1 nm Pt的器件对通入3 min 3×10-6 NO2气体有最高的响应灵敏度,达-56.6％,比原石墨烯器件提高了约9.3倍,但该器件响应饱和较早.而修饰有1 nm Ti的器件对NO2气体的响应在灵敏度、恢复性等方面都有较好改善,且对NO2气体浓度有最佳的线性响应,表现出较大的动态探测范围.然而除1 nm Ti以外,修饰有其他五种金属的石墨烯对400×10-6 NH3的响应均没有明显改善.文章对不同金属材料修饰导致器件气体敏感性能差异的原因进行了分析与讨论.