氧化石墨烯的湿敏特性及其在电容式湿度传感器上的应用研究

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2、导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方夕或撰写过的研究成果，也不包含为ｂ，论文中不包含其他人已经发表获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：索日期；年ｋ月Ｚ日都论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文，的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可将学位论或文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印

3、、缩印扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名；导师签名日期：＞｜！〇年＾）月王日分类号密级注1UDC学位论文氧化石墨烯的湿敏特性及其在电容式湿度传感器上的应用研究（题名和副题名）郭睿（作者姓名）指导教师唐武教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业电子科学与技术提交论文日期2016.03.18论文答辩日期2016.05.13学位授予单位和日期电子科技大学2016年06月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。StudyontheHumiditySensitiveProperti

4、esofGrapheneOxideanditsApplicationintheCapacitiveHumiditySensorAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:ElectronicsScienceandTechnologyAuthor:GuoRuiSupervisor:ProfessorTangWuSchool:SchoolofMicroelectronicsandSolid-StateElectronics摘要摘要在如今数据时代，各种各样的数据指引着人们的生产生活，

5、这其中自然包括环境数据。湿度，作为环境数据中最为常用且重要的类型之一，不仅与人们的生活息息相关，还在医疗器械，食品质量检测，农牧业，家用电器等行业都有着广泛的应用。随着自动化控制和数据采集系统的不断发展，对湿度传感器的要求越来越高，这对于湿度传感器行业来说，既是机遇，又是挑战。近年来，以石墨烯体系材料为代表的新型纳米材料因其优良的特性被广泛应用于湿度传感器领域。本课题在研究梳状电极和敏感材料的前提下，利用MaterialsStudio软件和COMSOLMultiphysics软件有效的结合，设计出一款灵敏度高、响应时间短、湿度范围广及可调的GO（氧化石墨烯，grapheneoxide）电容

6、式湿度传感器。本论文的主要工作如下：第一，理论分析。在电极结构选择方面，对比了现有典型的梳状电极结构和平行板电极结构；在湿敏材料选择方面，深入研究分析了石墨烯体系材料、空气、多孔氧化物以及高分子聚合物作为湿敏材料的优缺点；在信号输出方式选择方面，对比分析了电阻式、电容式以及电感式传感器，最终拟制作一个梳状电极结构的GO电容湿度传感器。第二，建模及仿真分析。(1)利用MaterialsStudio软件，对双层石墨烯表面介电常数及吸附H2O，NH3，NO2三种气体后的介电函数（实部和虚部）和光学性质变化（吸收率以及反射率）进行仿真分析，结果显示石墨烯体系材料可用于对氧化型气体的检测。(2)利用

7、COMSOLMultiphysics软件对石墨烯、GO以及GO-PMMA电容式湿度传感器进行了模拟仿真，结果显示GO对湿度最为敏感。(3)通过对GO电容式湿度传感器静态响应和动态响应过程的分析讨论，明确了传感器电容值及其灵敏度与梳状电极参数的关系。同时，仿真结果显示本课题所设计的湿度传感器具有较优的性能，其相对湿度范围为0-100%RH，当使用GrimesC.A模型参数时，其灵敏度为7680fF/%RH，比经典结构传感器