石墨烯負(fù)載p型-n型半導(dǎo)體氧化物及其氣敏性能研究.pdf

1、當(dāng)今社會(huì)對(duì)于環(huán)境以及健康的關(guān)注已越來(lái)越高，因此，開(kāi)發(fā)一種高靈敏度、優(yōu)選擇性、可用于多相（氣相或液相）的氣敏元件用來(lái)檢測(cè)環(huán)境污染氣體和有毒氣體就顯得十分必要。在眾多氣敏元件材料中，一些新型的金屬氧化物組合（尤其是p型聯(lián)合n型金屬氧化物半導(dǎo)體）已成為研究的熱點(diǎn)。與此同時(shí)，石墨烯或化學(xué)還原的氧化石墨烯(rGO)作為一種新穎的碳材料，有望應(yīng)用到氣敏元件中，進(jìn)一步改善氣敏元件的性能。
　　本文首先采用了兩步法（回流+水熱）制備了四氧化三鈷-

2、氧化鋅-石墨烯三元復(fù)合物。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，氨水的加入與蒸發(fā)對(duì)成功將p型半導(dǎo)體四氧化三鈷與n型半導(dǎo)體氧化鋅同時(shí)負(fù)載到石墨烯上面起到了關(guān)鍵作用。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)條件對(duì)比分析，石墨烯片層以及PVP的引入有助于四氧化三鈷-氧化鋅/石墨烯三元復(fù)合物結(jié)構(gòu)與形貌的優(yōu)化。
　　根據(jù)四氧化三鈷-氧化鋅/石墨烯傳感器元件的性能測(cè)試發(fā)現(xiàn)，該材料可實(shí)現(xiàn)多相界面中的氣敏響應(yīng)。四氧化三鈷-氧化鋅/石墨烯對(duì)于氣相苯甲醛表現(xiàn)出優(yōu)秀的氣敏性能（對(duì)10 ppm苯甲醛達(dá)到靈敏度

3、達(dá)到6.6）;同時(shí)，四氧化三鈷-氧化鋅/石墨烯對(duì)于液相中的苯甲醛同樣呈現(xiàn)出良好的響應(yīng)（靈敏度達(dá)到7.98μA·cm-2·mM-1）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果反映出四氧化三鈷-氧化鋅/石墨烯材料是一種適用于多相界面中檢測(cè)目標(biāo)物的新型材料。
　　進(jìn)一步地，利用一步水熱法成功制備了氧化銅-氧化鋅/石墨烯三元復(fù)合物。通過(guò)對(duì)材料組分、形貌以及結(jié)構(gòu)的分析發(fā)現(xiàn)，該方法實(shí)現(xiàn)了將大量納米尺度的p-n結(jié)(CuO-ZnO)引入到了rGO片層上。經(jīng)過(guò)氣敏測(cè)試發(fā)現(xiàn)，該材料