异质结敏感器件、其制备方法和含该敏感器件的气体传感器技术

本发明专利技术公开了一种异质结敏感器件、其制备方法和含该敏感器件的气体传感器，属于半导体器件与传感技术领域。其制备方法包括三个步骤：将碳纳米管和氧化石墨烯依次在磁性亚微米球表面进行可控包覆，形成异质结；在滴样过程中利用磁场操控上述三维磁性碳纳米管/还原氧化石墨烯异质结在电极之间形成定向排布的链状多导通通道；氧化石墨烯还原处理，完成气体传感器件构筑。与现有技术相比，本发明专利技术利用原位形成碳基异质结和磁场操控技术可有效解决气敏传感器构筑过程中敏感纳米材料器件灵敏度低、敏感材料均匀性差、同批次器件性能稳定性差等问题，构筑方法简单、高效，适于规模化生产。

Heterojunction sensing device, its preparation method and gas sensor containing the sensing device

【技术实现步骤摘要】
异质结敏感器件、其制备方法和含该敏感器件的气体传感器
本专利技术属于半导体器件与传感
（G03F），具体涉及一种原位制备三维磁性碳纳米管/还原氧化石墨烯异质结并用磁场诱导排布可控构筑高性能气敏传感器的方法。
技术介绍
还原氧化石墨烯，因具有巨大的比表面积、独特的尺寸效应和宏观量子隧道效应等而表现出区别于常规材料的特异性能，巨大的比表面积提供了非常多的活性位点，且通过功能团修饰方法可轻易实现不同的气敏响应特性，同时具有室温工作特点，是一种极具发展潜力的纳米气敏材料。然而在构筑还原氧化石墨烯传感器件时，敏感纳米材料在电极表面上滴样干燥过程中极易产生重叠团聚和分布不均匀现象，这一方面严重限制了气敏纳米材料拥有巨大表面积、丰富活性位点的优势发挥，同时，造成器件性能稳定性和同批次器件性能随机差异性大，其次，还原氧化石墨烯相对其它材料，灵敏性能相对比较低，上述问题严重阻碍了还原氧化石墨烯传感器的产业化进程。上海交通大学某课题组曾研究过通过将敏感纳米材料堆叠方式从二维转成三维可以提高比表面积和活性位点的利用，同时，降低敏感纳米材料的用量，该技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维碳纳米管/还原氧化石墨烯异质结敏感器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、异质结的静电自组装：/n碳纳米管和氧化石墨烯依次在磁性亚微米球表面进行可控包覆，形成三维磁性碳纳米管/还原氧化石墨烯异质结；/nS2、异质结的定向排列：/n在滴样过程中，利用磁场操控上述三维磁性碳纳米管/还原氧化石墨烯异质结在电极之间形成定向排布，形成链状多导通通道；/nS3、还原处理：/n氧化石墨烯还原处理，完成气体传感器件构筑。/n

【技术特征摘要】
1.一种三维碳纳米管/还原氧化石墨烯异质结敏感器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、异质结的静电自组装：
碳纳米管和氧化石墨烯依次在磁性亚微米球表面进行可控包覆，形成三维磁性碳纳米管/还原氧化石墨烯异质结；
S2、异质结的定向排列：
在滴样过程中，利用磁场操控上述三维磁性碳纳米管/还原氧化石墨烯异质结在电极之间形成定向排布，形成链状多导通通道；
S3、还原处理：
氧化石墨烯还原处理，完成气体传感器件构筑。


2.根据权利要求1所述的三维碳纳米管/还原氧化石墨烯异质结敏感器件的制备方法，其特征在于，所述的碳纳米管/氧化石墨烯依次包覆为静电自组装包覆，且包覆次序可调换。


3.根据权利要求1所述的三维碳纳米管/还原氧化石墨烯异质结敏感器件的制备方法，其特征在于，所述的磁性亚微米球为以磁性材料为核、二氧化硅为壳；所述的磁性亚微米球至少包括Fe3O4@SiO2、γ-Fe2O3@SiO2、Ni@SiO2、NiO@SiO2中的一种。


4.根据权利要求1所述的三维碳纳米管/还原氧化石墨烯异质结敏感器件的制备方法，其特征在于，所述的碳纳米管至少包括羧基化单壁碳纳米管、羧基化双壁碳纳米管、羧基化多壁碳纳米管中的一种。


5.根据权利要求1所述的三维碳纳米管/还原氧化石墨烯异质结敏感器件的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管或还原氧化石墨烯的包覆时间为1～12小时。


6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏言杰，叶显柱，俞健，
申请(专利权)人：南京晶碳纳米科技有限公司，南京微米电子产业研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32