研究目的
实现基于红外激光还原氧化石墨烯(IRLrGO)的灵敏温度传感器,并研究其在不同环境条件下的性能。
研究成果
研究表明,采用连续波970纳米二极管激光器的直接激光辐照(DLI)可在绝缘氧化石墨烯(GO)基质中形成还原氧化石墨烯(rGO)导电通道,这种结构适用于制备极低偏压、生物相容、轻质、灵敏且低成本的温度传感器。但需进一步研究以提升rGO条带在不同环境中的性能表现。
研究不足
IRLrGO温度传感器在不同环境条件下工作时的行为仍有待研究。其电阻仅在高度真空条件下于固定温度下保持稳定,而在空气中则会根据氧气、二氧化碳及其他气体的分压发生变化。
1:实验设计与方法选择:
采用工作波长为970 nm的连续波二极管激光器,对夹在两片薄玻璃基板之间的氧化石墨烯(GO)薄膜进行辐照。通过使GO薄膜在X-Y平移台上以给定速度相对于固定位置的激光光纤端移动来进行激光处理。
2:样品选择与数据来源:
使用厚度为7 μm、表面积为0.4 cm2的商业化GO薄膜。
3:4 cm2的商业化GO薄膜。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:工作波长970 nm的二极管激光器、芯径200 μm的光纤、X-Y平移台、薄玻璃基板、导电银漆、Keithley 236型源测量单元、Lake Shore 330型数字温度控制器。
4:实验流程与操作步骤:
通过激光辐照GO薄膜生成导电条带,在空气和高真空环境下分析该条带的电学特性,测量其电流-电压(I-V)特性及电阻的温度依赖性。
5:数据分析方法:
采用SEM、EDX、ATR-FTIR和拉曼分析对GO及还原氧化石墨烯(rGO)薄膜进行表征,使用恒压伏安法进行电阻测量。
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Keithley Source-Measure unit
mod. 236
Keithley
Used for producing voltage and measuring current.
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Lake Shore digital temperature controller
330
Lake Shore
Used to obtain the pre-fixed temperature value and to detect the sample temperature.
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diode laser
970 nm
Used for irradiating the graphene oxide (GO) film to generate a conductive strip.
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optical fiber
core diameter of 200 μm
Used to couple the laser output and transmit the IR radiation to the sample.
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X-Y translator stage
Used to move the GO film with a given velocity with respect to the fixed laser fiber tip position.
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