【摘 要】
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为了改善石墨烯室温气体传感器响应低、恢复性差等缺点,本文设计了一种石墨烯基气体传感器,其具有石墨烯叉指电极以及中央铜薄层沉积区结构.通过XPS分析发现,由于存在不同程度的自然氧化,铜薄层存在Cu0、Cu+、Cuδ+及Cu2+四种价态成分;且随着沉积厚度的变化,四种价态成分所占比例也发生变化.实验发现铜薄层沉积厚度为8nm对应的器件性能最佳,对5×10-6和0.3×10-6 NO2的室温响应分别为-30.9％和-8.1％,对105×10-6和10×10-6 NH3的响应分别为+29.1％和+5.9％,且具有
【机 构】
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岭南师范学院电子与电气工程学院,广东 湛江524048;国家纳米科学中心,北京100190
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为了改善石墨烯室温气体传感器响应低、恢复性差等缺点,本文设计了一种石墨烯基气体传感器,其具有石墨烯叉指电极以及中央铜薄层沉积区结构.通过XPS分析发现,由于存在不同程度的自然氧化,铜薄层存在Cu0、Cu+、Cuδ+及Cu2+四种价态成分;且随着沉积厚度的变化,四种价态成分所占比例也发生变化.实验发现铜薄层沉积厚度为8nm对应的器件性能最佳,对5×10-6和0.3×10-6 NO2的室温响应分别为-30.9％和-8.1％,对105×10-6和10×10-6 NH3的响应分别为+29.1％和+5.9％,且具有较好的恢复性能.本文基于密度泛函理论计算了本征石墨烯、修饰有铜及铜氧化物的石墨烯表面对NO2和NH3吸附的微观参量,并讨论了器件的响应机制.
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