王 斯，苏元捷，谢光忠，太惠玲，蒋亚东



基于RGO-PEO复合薄膜的QCM湿度传感器研究

王 斯，苏元捷，谢光忠，太惠玲，蒋亚东

（电子科技大学光电信息学院，电子薄膜与集成器件国家重点实验室，四川成都 610054）

通过气喷工艺在石英晶体微天平（QCM）上制备了基于还原氧化石墨烯（RGO）与聚氧化乙烯（PEO）两种材料的复合湿敏薄膜，对环境湿度进行检测。所得纯PEO薄膜及RGO-PEO复合薄膜的表面形貌以及化学特性分别通过扫描电子显微镜（SEM）以及紫外-可见光谱进行表征。与基于纯PEO薄膜的湿度传感器相比，基于RGO-PEO复合湿敏薄膜的湿度传感器的动态响应大大提高，其灵敏度从16.3Hz/%RH提升到34.7Hz/%RH。此外，基于复合薄膜的湿度传感器拥有更快的响应/恢复时间，达到传感器吸附/脱附时总频移的63.2%所用时间分别为3 s和4 s，而纯PEO薄膜为10 s和12 s；湿滞为1.21%RH，且有较好的长期稳定性。这项研究揭示了基于RGO-PEO复合薄膜的QCM湿度传感器在常温下检测环境湿度的发展潜力。

聚氧化乙烯(PEO)；还原氧化石墨烯(RGO)；湿度传感器；石英晶体微天平(QCM)；复合薄膜；湿滞

为了检测环境水分，许多材料已被用来涂覆于QCM上制备湿度传感器，如金属氧化物、聚合物电解质[7]和碳材料[8]等。最近，石墨烯及其衍生物已广泛用作构成各种电子和光电子器件的敏感层[9-11]。还原氧化石墨烯（RGO）作为一种新的石墨烯化学衍生物，具有较大的电导率和许多化学活性缺陷位点，这使其成为很好的传感应用材料[12-14]。然而，理论和实验研究已经表明，水分子在纯RGO薄膜表面上吸附非常弱，这限制了其在湿度传感器中的应用。……