石墨烯是構(gòu)成石墨結(jié)構(gòu)的碳的單原子層,是世界上第一種制備出的單原子層二維材料。由于獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu),石墨烯具有超高的載流子遷移率,對外界環(huán)境表現(xiàn)出極高的靈敏性。石墨烯的二維結(jié)構(gòu)為其提供了可用于傳感檢測的檢測區(qū)域,石墨烯對環(huán)境的靈敏性使其能夠得到顯著的電信號變化。上述性質(zhì)使石墨烯在傳感檢測領(lǐng)域得到大力發(fā)展,本研究制備了場效應(yīng)晶體管形式的石墨烯傳感器,并且構(gòu)建了石墨烯傳感器的檢測體系。首先對石墨烯本身性質(zhì)進(jìn)行表征,證明了實(shí)驗(yàn)中所用的石墨烯為大面積單層石墨烯,其各項(xiàng)性能能夠勝任后續(xù)傳感檢測對材料的要求。傳感檢測中,石墨烯傳感器分別對DNA分子和汞離子兩種物質(zhì)進(jìn)行了檢測。石墨烯傳感器對特定序列DNA分子存在特異性響應(yīng),可以檢測1 pM至100 nM濃度的DNA溶液。DNA分子對石墨烯實(shí)現(xiàn)了n型摻雜,相應(yīng)地,石墨烯場效應(yīng)晶體管轉(zhuǎn)移特性曲線的狄拉克點(diǎn)左移,狄拉克點(diǎn)對應(yīng)的最小電導(dǎo)電壓減小,電壓變化量為0.1 V。同時,DNA溶液使石墨烯的方阻增大了38%,使石墨烯的載流子濃度降低了38%。通過改變DNA與石墨烯的結(jié)合方式,可以將DNA的可測濃度降低至1 fM。在傳感器對汞離子的檢測中,汞離子的可測濃度為...

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1石墨烯結(jié)構(gòu)

石墨烯表面修飾DNA用于化學(xué)傳感器粗糙結(jié)構(gòu)，單原子層石墨烯厚度達(dá)到了1nm（的單層石墨厚度0.34nm，有較大差距。石墨落（Fasolino等，2007），同時，褶皺這種波以獨(dú)立存在的重要因素（Nelson等，2004；解石墨烯穩(wěn)定存在下的機(jī)械性能，對研究石墨義....

圖1.2Κ點(diǎn)，（Κ1）大面積石墨烯，（Κ2）雙層石墨烯附近的能帶結(jié)構(gòu)

圖1.1石墨烯結(jié)構(gòu)Figure1.1Thestructureofgraphene單層石墨烯可以稱作一種純粹的二維材料格是由常見的六邊形組成的，六邊形每個臨近的石墨烯的結(jié)合長度（Lb）是1.42十年前，甚至早于石墨烯這個名字出現(xiàn)前是直到2004年Novose....

圖1.3514nm下，石墨和石墨烯的拉曼光譜對比

數(shù)的逐漸增加，石墨烯的電子結(jié)構(gòu)逐漸變化。而拉曼和石墨烯的電子結(jié)構(gòu)變化特點(diǎn)。通過拉曼光譜譜圖特烯的層數(shù)（Ferrari，2007）7。具體地，石墨和石墨烯的G峰和~2700cm-1處的2D峰。G峰來自E2g的震動震動模式，2D峰則表示石墨烯的雙聲子雙共振模式則是1....

圖1.4a,背柵極石墨烯FET，b,正柵極石墨烯FETFigure1.4a,grapheneFETwithabackgate,b,grapheneFETwithatopgate

路結(jié)構(gòu)要比數(shù)字邏輯芯片簡單得多，因此，商家能夠更加件設(shè)計(jì)。射頻電子器件領(lǐng)域存在著種類繁多的，不同晶體三族到五族材料的高電子遷移率的晶體管（HEMT），例如n型溝道MOSFETs和不同類型的雙極性晶體管等。烯場效應(yīng)晶體管（FET）晶體管主要存在兩種柵極結(jié)構(gòu)。石墨烯金屬氧化物....

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