丁 樊 顾雁鸣 沈彦平 牟海川 谢海芬

(华东理工大学物理系，上海 200237)

大学生园地

电化学电镀ZnO对石墨烯基NO2气敏传感器的气敏性影响

丁 樊 顾雁鸣 沈彦平 牟海川 谢海芬

(华东理工大学物理系，上海 200237)

通过低压化学气相沉积的方法制备了单层石墨烯，用电化学电镀的方法在石墨烯表面沉积了氧化锌纳米层，制作出一种新的、简单、高效的掺杂氧化锌纳米层的石墨烯基气敏传感器，并研究了本征的和电镀氧化锌的石墨烯基气敏传感器对不同体积分数的NO2气体的响应特性和恢复特性。实验表明：在工作电压-0.5V，时间300s的条件下电镀ZnO的石墨烯基传感器的气敏性最好，其对10ppm NO2的灵敏度为-22.126%(本文中定义灵敏度为测量电阻R与本征电阻R0的差值与本征电阻的比值，故为负值)，是本征石墨烯传感器的3.85倍，且响应的最低浓度达到0.5ppm(其灵敏度为-0.786%)。

石墨烯；电化学电镀；ZnO；NO2；气敏性

自从2004年[1]石墨烯被发现以来，其高的电导率和热导率，低的电子噪声，大的比表面积，高化学稳定性和卓越的吸附能力的特性，使得石墨烯作为气敏材料被广泛关注。Novoselov等人发现理论上由于石墨烯的低电子噪声，石墨烯可以探测到单个目标分子[2]。但是，在实际测量中，很难达到这个等级。由于石墨烯表面的悬空键很少，限制了其表面对目标分子的吸附能力，研究者们利用了很多方法来修改石墨烯的表面，如氧化石墨烯[3-5]、电子束辐射、臭氧处理[7]、无机纳米颗粒修饰[3,6]、有机物嫁接[3]等。

ZnO作为一种宽禁带(3.37eV)的n型半导体材料，因其对许多还原型和氧化型气体都有良好的响应，可以用于提高石墨烯的传感性能。……