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基于定向碳纳米管阵列场效应晶体管的一氧化氮检测

作　者: 荣吉赞
导　师: 马凤才；刘立伟
学　校: 辽宁大学
专　业: 理论物理
关键词: 定向单壁碳纳米管阵列一氧化氮场效应晶体管微加工传感器
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本论文以水平定向单壁碳纳米管阵列场效应晶体管作为气体传感器器件,成功实现了对一氧化氮气体分子的高灵敏度,快速检测。以氯化铜(或氯化铁)为催化剂前躯体,甲烷为碳源,利用化学气相沉积方法在单晶石英基底上生长定向单壁碳纳米管阵列。在催化剂溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮进行分散,并在石英基底上制备成规则的条状图形,这样增加了催化剂的活性和提高了碳纳米管阵列的密度,平均密度为每微米5根。分别使用场发射扫描电子显微镜,原子力显微镜和拉曼光谱仪等对生长的定向单壁碳纳米管阵列样品进行表征。使用聚甲基丙烯酸甲酯溶液做薄膜载体,将定向单壁碳纳米管阵列转移到二氧化硅/硅基底上,再利用微加工工艺将转移好的样品制作成场效应晶体管器件,并对器件进行了电学性能测试,结果表明碳纳米管阵列为p型工作模式,碳纳米管阵列的迁移率比较低。研究了传感器对一氧化氮分子的响应范围和响应时间,并探讨了传感器的响应机理。实验结果表明,传感器很好的实现了对一氧化氮分子高灵敏度和快速的实时响应,一氧化氮气体的检测浓度可达2 ppb(十亿分之一)。

基于定向碳纳米管阵列场效应晶体管的一氧化氮检测

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