[發明專利]一種基于二維玻璃石墨烯的化學傳感器陣列

在審

• 申請號: 201910707412.1
• 申請日: 2019-08-01
• 公開（公告）號: CN110426429A
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 徐浩;李彩虹;李瀟;王志明;巫江;杜文;黃一軒;鄒吉華;劉和樁
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26;G01N27/30
• 代理公司: 成都聚蓉眾享知識產權代理有限公司 51291
• 代理人: 孟凡娜

1.一種基于二維玻璃石墨烯的化學傳感器陣列，其特征在于，包括襯底層(1)，在襯底層上沉積透明均勻的傳感材料層(2)和電極層(3)。

2.根據權利要求1所述的一種基于二維玻璃石墨烯的化學傳感器陣列，其特征在于，所述襯底層(1)的材料為石英。

3.根據權利要求1所述的一種基于二維玻璃石墨烯的化學傳感器陣列，其特征在于，所述透明均勻傳感材料層(2)材料為玻璃石墨烯，所述傳感材料層(2)厚度為0.9nm，1.5nm，2nm和25nm，所述傳感材料層(2)制備得到的尺寸為10cm×7cm，所述傳感材料層(2)粗糙度小于0.7nm，所述傳感材料層(2)的生長方法是聚合物輔助沉積。

4.根據權利要求3所述的一種基于二維玻璃石墨烯的化學傳感器陣列，其特征在于，所述聚合物輔助沉積法包括：

按質量將1份葡萄糖和0.5份聚乙烯亞胺混合溶解在5份去離子水中形成溶液，其中，葡萄糖質量從0.2份到6份可調，可得到不同厚度的樣品薄膜；

然后將所述溶液在室溫下用磁子攪拌12h，轉速為2600rpm；

將所述攪拌后的所述前驅體溶液旋涂在襯底層(1)上并得到薄膜，其中，旋涂速度為8000rpm，旋涂時間為30s；

將所述薄膜在Ar和H₂氣氛下退火，然后自然冷卻到室溫，其中，退火溫度為1000℃，升溫速率為2℃/min，退火時長為5min，Ar和H₂氣流流速分別為10和1sccm；

在退火后的所述薄膜上蒸鍍一層Ni薄膜，其中Ni薄膜的作用是增強結晶度；

將蒸鍍后的所述薄膜再次退火，得到樣品，其中，退火溫度為850℃；

將所述樣品置于FeCl₃溶液，去除殘余Ni，其中FeCl₃溶液濃度為1mol/L。

5.根據權利要求1所述的一種基于二維玻璃石墨烯的化學傳感器陣列，其特征在于，所述的電極層(3)的材料為Ti/Au，所述電極層(3)的Ti/Au電極厚度為10nm/50nm，所述的電極層(3)與傳感材料層(2)之間為歐姆接觸，所述的電極層(3)形貌為hall-bar，所述的電極層(3)的形貌的制備方法是標準光刻，所述電極層(3)的電極生長方法是電子束蒸鍍。

6.根據權利要求1所述的一種基于二維玻璃石墨烯的化學傳感器陣列，其特征在于，單個陣列中所述的電極對稱分布在玻璃石墨烯溝道的兩側。

7.根據權利要求1所述的一種基于二維玻璃石墨烯的化學傳感器陣列，其特征在于，四端法測試條件下，呈現無柵調控特性。

8.根據權利要求1所述的一種基于二維玻璃石墨烯的化學傳感器陣列，其特征在于，采用兩端法與四端法測試傳感響應。

9.根據權利要求1所述的一種基于二維玻璃石墨烯的化學傳感器陣列，其特征在于，四端法測試條件下，器件的Hall-bar可以實現無柵級調控下的信號放大與快速響應。