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《东北师范大学》 2018年
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Ph5T2柔性有机微纳单晶场效应型气体传感器的研究

汤昆鹏  
【摘要】:传统的气体传感器是以硬质材料为衬底制备而成的,随着科学技术的不断发展,越来越多的研究者将目光投向于柔性、便携式、可穿戴气体传感器的制备及其应用中。其中,有机柔性场效应型气体传感器具备灵敏度高、室温下测试、稳定性高、成本低、制备工艺简单、多参数等优点,在气体传感器领域被普遍关注。目前国内外报道的有机薄膜与有机单晶柔性场效应型气体传感器仅测试器件在平面状态下对待测气体的气敏响应性能,因此,在便携式、可穿戴电子器件中,研究其在不同形变状态下对待测气体的气敏响应特性是非常有必要的。Ph5T2微纳单晶具有柔性、超薄、质轻等优点,同时还具有良好的化学以及优异的气敏特性,为有机气体传感器的研究提供保障。采用微纳单晶半导体材料制备气体传感器并对其进行气敏响应测试,有利于其响应机理的研究,并对促进柔性有机场效应型气体传感器更深层的发展和运用提供理论指引。本文采用有机场效应晶体管构型,以柔性PET为衬底,有机Ph5T2微纳单晶为半导体敏感材料制备柔性气体传感器,研究其在平面、拉伸以及压缩三种不同形变状态下对待测气体气敏响应性能的影响。主要研究内容如下:1.利用机械探针转移的办法,在柔性PET衬底上制备有机Ph5T2微纳单晶场效应晶体管器件,在空气和氮气的环境中,反复测试器件转移特性曲线,若多条转移曲线可以很好的重合在一起,则说明器件具有杰出的重复性和稳定性,确保后续气敏响应测试数据的可靠性。2.对Ph5T2柔性有机微纳单晶场效应型气体传感器在平面、拉伸以及压缩三种不同形变状态下进行H_2S气敏响应测试。实验发现,在r=7 mm的拉伸状态下,柔性敏感器件在1 ppm H_2S气体中的响应为400%,相比于平面状态下的响应增加一个量级,且高于所有已报道的柔性H_2S气体传感器的响应。3.对以上实验结果机理进行探究。在拉伸状态下,Ph5T2分子间距变大,相同时间内,更多的气体分子吸附在导电沟道,增加了气体的气敏响应,压缩状态下情况则相反。利用Ph5T2微纳单晶柔性场效应型气体传感器在平面、拉伸以及压缩三种不同形变状态下对H_2S、NO_2以及NO气体进行单一浓度的气敏响应测试,进而验证实验规律的可靠性及机理探究的正确性。
【学位授予单位】:东北师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TN386;TP212

【参考文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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【共引文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 汤昆鹏;Ph5T2柔性有机微纳单晶场效应型气体传感器的研究[D];东北师范大学;2018年
【二级参考文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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