超薄钛沉积石墨烯基传感器室温氨气响应性能研究

摘要

本征石墨烯气体传感器(Gr器件)对NH3气体的室温响应非常微弱,为此本文采用电子束蒸镀方法在原器件沟道区域分别沉积3 nm、5 nm和10 nm的薄层金属Ti,形成三种Ti/Gr器件.实验发现Ti/Gr器件在黑暗条件下对NH3气体的室温响应灵敏度远高于Gr器件;而引入可见光照射使三种Ti/Gr器件的响应灵敏度进一步提高,同时恢复性也得到一定提升.其中,5 nm Ti/Gr器件获得最佳的性能提升,对通入3 min 400×10-6 NH3的灵敏度达+17.9％,恢复时间为3 min.通过XPS分析,发现不同Ti/Gr器件沟道处所沉积的薄层Ti发生不同程度的氧化,生成包含不同价态成份的钛氧化物,导致特定Ti层厚度的Ti/Gr器件具有最佳性能.