The invention discloses a heterojunction gas sensor and a preparation method thereof. It is a heterogeneous junction gas sensor constructed by P type lanthanum doped tin oxide nanobelts and N type graphene. The gas sensor of the invention is very sensitive to oxygen, has high responsivity and gain, and has fast response speed, and provides a good foundation for the application and integration of nanometer materials in gas sensors.
【技术实现步骤摘要】
一种气体传感器及其制备方法
本专利技术涉及一种P型镧掺杂氧化锡纳米带与N型石墨烯的异质结型气体传感器及其制备方法。
技术介绍
纳米材料具有比表面积大、电学性质对表面吸附敏感等特点,将纳米技术应用于传感领域,有望制备出响应速度快、灵敏度高、选择性好的传感器件。半导体金属氧化物,尤其是氧化锡基纳米材料,由于其优越的光学、电学和气体传感特性而受到了广泛的关注。研究表明,掺杂能够进一步提高氧化锡基纳米材料的气体传感性能。虽然氧化锡基气体传感器已经取得了一定的成就,但是其灵敏度和选择性仍需进一步提高。减小粒子的尺寸和增加材料的比表面积是提高灵敏度和选择性的关键所在。2004年,英国曼彻斯特大学的Geim和Novosolevo制备出单原子片层、具有蜂窝状晶格结构的石墨烯。由于其典型的二维结构,石墨烯具有超高的比表面积、电导率对表面吸附敏感等优点。近期研究发现,石墨烯可应用于制备气体传感器并且对水蒸气、一氧化碳、氨气和二氧化氮气体具有良好的响应性。但是,石墨烯传感器对一些危险性气体的探测,如甲烷,至今尚未发现报道。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种异质结型气体传感器及其制备方法,所要解决的技术问题是提高气体传感器的响应速度和性能的稳定性,并尽量简化制备方法使其适于工业化生产。本专利技术异质结型气体传感器的异质结是由P型镧掺杂氧化锡纳米带与N型石墨烯构成的。本专利技术解决技术问题采用如下技术方案:本专利技术异质结型气体传感器具有如下结构:在硅基底1的表面覆有二氧化硅层2,在二氧化硅层2的表面分散有平铺的镧掺杂氧化锡纳米带4,在所述镧掺杂氧化锡纳米带4的两端分别设置有欧姆电 ...
【技术保护点】
一种基于镧掺杂氧化锡纳米带的异质结型气体传感器,其特征是具有如下结构:在硅基底(1)的表面覆有二氧化硅层(2),在二氧化硅层(2)的表面分散有平铺的镧掺杂氧化锡纳米带(4),在所述镧掺杂氧化锡纳米带(4)的两端分别设置有欧姆电极(3)作为输出一极,所述欧姆电极(3)与所述镧掺杂氧化锡纳米带(4)呈欧姆接触;在所述镧掺杂氧化锡纳米带(4)上交叠覆有石墨烯(5),所述石墨烯(5)位于两个欧姆电极(3)之间且与欧姆电极(3)隔离;在所述石墨烯(5)上设置有欧姆电极(6)作为另一输出极,所述欧姆电极(6)与所述石墨烯(5)呈欧姆接触且与镧掺杂氧化锡纳米带(4)和欧姆电极(3)隔离;所述镧掺杂氧化锡纳米带(4)为P型镧掺杂氧化锡纳米带;所述石墨烯(5)为N型石墨烯;所述欧姆电极(3)和欧姆电极(6)为金电极。
【技术特征摘要】
1.一种基于镧掺杂氧化锡纳米带的异质结型气体传感器,其特征是具有如下结构:在硅基底(1)的表面覆有二氧化硅层(2),在二氧化硅层(2)的表面分散有平铺的镧掺杂氧化锡纳米带(4),在所述镧掺杂氧化锡纳米带(4)的两端分别设置有欧姆电极(3)作为输出一极,所述欧姆电极(3)与所述镧掺杂氧化锡纳米带(4)呈欧姆接触;在所述镧掺杂氧化锡纳米带(4)上交叠覆有石墨烯(5),所述石墨烯(5)位于两个欧姆电极(3)之间且与欧姆电极(3)隔离;在所述石墨烯(5)上设置有欧姆电极(6)作为另一输出极,所述欧姆电极(6)与所述石墨烯(5)呈欧姆接触且与镧掺杂氧化锡纳米带(4)和欧姆电极(3)隔离;所述镧掺杂氧化锡纳米带(4)为P型镧掺杂氧化锡纳米带;所述石墨烯(5)为N型石墨烯;所述欧姆电极(3)和欧姆电极(6)为金电极。2.一种权利要求1所述的基于镧掺杂氧化锡纳米带的异质结型气体传感器的制备方法,其特征在于按如下步骤制备:将镧掺杂氧化锡纳米带(4)分散到硅基底(1)表面的二氧化硅层(2)上,随后采用紫外光刻技术在二氧化硅层(2)上光刻出一对电极图案,然后利用电子束镀膜技术蒸镀得到一对欧姆电极(3),所述欧姆电极(3)与所述镧掺杂氧化锡纳米带(4)呈欧姆接触;将石墨烯(5)覆于二氧化硅层(2)的表面,利用紫外光刻技术在二氧化硅层(2)上光刻出与镧掺杂氧化锡纳米带(4)交叠且位于两个欧姆电极(3)之间并与欧姆电极(3)隔离的电极图案,然后利用氧等离子轰击除去电极图案以外的石墨烯得到石墨烯(5),再利用紫外光刻技术和电子束镀膜技术制备得到欧姆电极(6),所述欧姆电极(6)与石墨烯(5)形成欧姆接触且与镧掺杂氧化锡纳米带(4)和欧姆电极(3)隔离。3.一种基于镧...
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