濕度對石墨烯-硅肖特基結(jié)電學(xué)特性影響的研究.pdf

1、石墨烯是2004年由英國科學(xué)家首先通過膠帶機械剝離法制得。自那以后，石墨烯優(yōu)異的導(dǎo)電率、導(dǎo)熱率、機械強度、透光性，使得石墨烯被譽為“神奇的材料”。石墨烯的高比表面積，原子層級的二維特性使其在傳感器領(lǐng)域得到了空前的重視，從傳統(tǒng)的觸覺傳感器，位置傳感器到超導(dǎo)探測器，粒子探測器，從化學(xué)傳感器到各種生物大分子，在可以預(yù)見的未來我們相信基于石墨烯的傳感應(yīng)用將有更進(jìn)一步的發(fā)展。本文基于浙江大學(xué)微納加工平臺，在實驗室超凈間里完成了石墨烯/硅肖特基結(jié)器

2、件的制備工藝，并研究了在不同濕度條件下，石墨烯/硅肖特基結(jié)電學(xué)特性的變化；制備了一個具有多種工作模式的低功耗濕度傳感器，并基于石墨烯/硅肖特基結(jié)構(gòu)，首次創(chuàng)造性地將氧化石墨烯旋涂到石墨烯/硅結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)了Gr-X/Gr/Si三層異質(zhì)結(jié)構(gòu)的實際應(yīng)用解決方案，論證了氧化石墨烯在濕度傳感領(lǐng)域的應(yīng)用前景。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴獲得了成熟穩(wěn)定的石墨烯/硅肖特基結(jié)器件的制備工藝。依托浙江大學(xué)微納加工平臺，在超凈間實驗室里成功地研制出了石墨烯

3、/硅肖特基器件。⑵研究了石墨烯/硅肖特基器件在不同濕度條件下的i-v與c-v的交直流特性，并提出了相關(guān)理論。制備出了具有多種工作模式（肖特基結(jié)，電阻，電容模式），低功耗的石墨烯異質(zhì)濕度傳感器。通過測試發(fā)現(xiàn)，濕度對石墨烯/硅肖特基結(jié)的影響是一個綜合作用，包括了水分子朗繆爾吸附模型，水分子的p-型摻雜理論，水分子滲透理論，這些作用的宏觀效果即表現(xiàn)為石墨烯/硅肖特基器件的電阻，電容的變化。⑶論證了氧化石墨烯在濕度傳感領(lǐng)域的應(yīng)用前景。通過在石墨