柔性高灵敏单壁碳纳米管气体传感器研究.pdf

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1、38传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2011年第3O卷第7期柔性高灵敏单壁碳纳米管气体传感器研究李兴辉，SelvarasahSelvapraba，LIUYu，MohebbiMarjan，DokmeciMehmetR(1．中国电子科技集团公司第十二研究所大功率微波电真空器件技术国防科技重点实验室，北京100015；2．DepartmentofElectricalandComputerEngineering，NortheasternUniversity，Boston，MA，021

2、15。USA)摘要：在柔性聚对二甲苯c基底上制作了基于单壁碳纳米管的小型化、高灵敏、反应快速的气体传感器。使用介质电泳集成碳管束，并利用单链脱氧核糖核酸修饰增强器件灵敏度。当传感器暴露在甲醇蒸气中时，会出现明显可重复的反应，它可以检测含量低至4．3×10的甲醇，并且在相当宽的体积分数范围有清晰的分辨能力。对于4．3X10的含量，未修饰的传感器对应电阻变化率是4．8％；经过脱氧核糖核酸修饰，电阻变化率增加到了l2．3％。此外，该传感器还显示了很快的响应速度和很好的测试复验性。研究表明：这种柔性气体传感器在未来环境监测应用中有很好的前景

3、。关键词：碳纳米管；纳米传感器；气体传感器；柔性的；脱氧核糖核酸修饰中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000-9787(2011)07--0038-03Study0fhighlysensitivesingle-walledcarbonnanotubegas．SenS0rS0nt一lexi‘1b’leSU1bst·rat·esLIXing．hui，SelvarasahSelvapraba。，LIUYu，MohebbiMarjan，DokmeciMehmetR。(1．NationalLaboratoryofVacuumEl

4、ectronics，BeijingVacuumElectronicsResearchInstitute，Beijing100015，China；2．DepartmentofElectricalandComputerEnginering，NortheasternUniversity，Boston，MA，02115，USA)Abstract：Miniature，sensitivesingle—walledcarbonnanotube(SWCNT)gassensorswithafastresponseisfabricatedandchar

5、acterizedonaflexiblethinparylene—Csubstrate．DielectrophoreticassemblyiSusedtoincorporateSWCNTbundlesontomicroelectrodeswhichformedthesensorstructure．Single—strandeddeoxyribonucleicacid(DNA)isdecoratedonCNTbundlestoenhancethesensitivityofthesensors．Themeasurementsindica

6、teanobviousandreproducibleresistancechangewhenthesensorsareexposedtomethanolvapors．Thenanosensorsareabletodetectmethanolvolumefractionaslowas4．3×10-6andthecorrespondingchangeinresistanceofbareSWCNTnanosensorsiS4．8％．AfterDNAdecoration．thesensorsshowanenhancedresponse12．

7、3％．Thesensorsdisplayaveryfastresponserateandexcellentreproducibility．TheseresultsdemonstratethepromiseofusingSWCNTbasedflexiblegassensorsinemergingenvironmentalmonitoringapplications．Keywords：carbonnanotube；nanosensor；gassensor；flexible；deoxyribonucleicaciddecoration0引

8、言布、喷涂沉积和转移印刷，但它们只能实现随机定气体传感器广泛应用于环境安全监测、毒气报警和生向的碳管网络。采用介质电泳(dieleetrophoretic，DEP)方产流程控制等领域。传统气体传感器体积大、笨重、灵敏度法，它简单有效，