石墨烯基室温no_2气体传感器的研究

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1、分类号：ＴＰ２１２单位化码：１０１８３２（）Ｉ３５研究生学号：１４＜Ｂ２密级：公开馨古林大学硕女學位论文专业学化（）石墨赌基室温Ｎ化气体传感器的研究Ｓ－ｔｕｄｏｎｔｈｅｒａｐｈｅｎｅｂａｓｅｄＮ〇２ａｓｓｅｎｓｏｒｙｇｇａｔｒｏｏｍｔｅｍｅｒａｔｕｒｅｐ作者姓名：王子華类别：工程硕±领域（方向）；微纳传感材料与器件指导教师；刘森副教授培养单位；电子科学与工程学院２０１６年６月未经本论文作者的书面授权，巧法收存和保管本论文书面版本、电

2、子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明，：所呈交学位论文是本人在指导教师的指导下，独、＞：进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰与过的作品成果。对本文的研究做山重耍贡献的个人和集体，均已在义中Ｗ明确方式标明。。本人完全意识到本声明的法律结果

3、由本人承担学位论文作者签名：＇曰期；；？＜？知巧７曰《—————————————————————石墨烯基室温NO2气体传感器的研究—————————————————————Studyonthegraphene-basedNO2gassensoratroomtemperature作者姓名：王子莹领域（方向）：微纳传感材料与器件指导教师：刘森副教授类别：工程硕士答辩日期：2016年05月30日中文摘要论文题目：石墨烯基室温NO2气体传感器的研究论文作者：王子莹指导教师：刘森副教授专业名称：集成电路工程二氧化氮（N

4、O2）是工业燃料高温燃烧和机动车尾气排放过程中常见的有毒、有害气体，不仅造成环境污染，而且对人体的呼吸道也造成损害。因此，检测NO2具有重要意义。目前，常见的金属氧化物半导体式NO2传感器普遍存在工作温度高、功耗大以及难集成等缺点。开发可室温工作的NO2传感器具有重要的现实意义。选取优异的敏感材料是提高NO2传感器传感性能的关键，石墨烯自2004年被发现以来，由于其具有大的比表面积、室温下高的载流子迁移率、表面特殊官能团及其显示p型半导体等特点，可用于构筑室温NO2传感器。本文通过水热合成的方法制备石墨烯复合材料并将

5、其应用于NO2气敏性能的研究。首先，利用水热合成的方法制备石墨烯与二氧化锡的复合材料，随后将复合材料担载银纳米粒子，通过两步湿化学方法制备出AgNPs/SnO2/RGO三元复合材料。AgNPs/SnO2/RGO基NO2传感器表现出良好的敏感特性，其在室温下检测5ppmNO2的灵敏度为2.17，响应时间与恢复时间分别为49s和339s；而SnO2/RGO基NO2传感器室温下检测5ppmNO2的灵敏度为1.31，响应时间与恢复时间分别为415s和740s，AgNPs/SnO2/RGO基NO2传感器相比于SnO2/RGO基

6、NO2传感器的传感性能有明显提高，表明采用银纳米粒子对石墨烯与二氧化锡复合材料进行修饰，可以进一步提高石墨烯基NO2传感器的敏感特性。其次，为了进一步提高石墨烯复合材料的敏感特性，通过一步水热合成的方法制备出SnO2纳米粒子修饰的氮掺杂石墨烯材料（SnO2/N-RGO）。SnO2/N-RGO基NO2传感器表现出良好的敏感特性，其在室温下检测5ppmNO2的灵敏度为1.38，响应时间与恢复时间分别为45s和168s，较SnO2/RGO基复合材料的NO2传感器的响应恢复时间（415s和740s）有明显缩短，表明通过氮原子

7、掺杂的方式，可以进一步提高石墨烯基NO2传感器的敏感特性。I本论文主要研究了石墨烯复合材料在NO2传感器中的应用，证明了石墨烯复合材料对于NO2传感器性能的有效提升，为开发可室温工作的NO2传感器提供新的方向。关键词：室温，石墨烯，NO2传感器，二氧化锡IIAbstractTitle:Studyonthegraphene-basedNO2gassensoratroomtemperatureAuthor:ZiyingWangSupervisor:AssociateProf.SenLiuMajor:IntegratedC

8、ircuitEngineeringItiswellknownthatnitrogendioxide(NO2)isacommontoxicandharmfulgas,andNO2primarilycomesfromburningfuelathightemperatureandexhaustofmotorvehicle.Theincreaselev