一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光敏探測(cè)器制備方法技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種zno納米墻rgo異質(zhì)結(jié)光電氣敏傳感器及其制備方法。

二、

背景技術(shù)：
：

金屬氧化物半導(dǎo)體材料zno在常溫下禁帶寬度為3.37ev，為直接帶隙半導(dǎo)體，同時(shí)它的激子束縛能很大，約為60mev。受紫光激發(fā)后，產(chǎn)生光生電子-空穴對(duì)，電導(dǎo)增加；同時(shí)，光生電子或空穴被誘導(dǎo)至半導(dǎo)體表面與吸附的氣體分子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，這個(gè)過(guò)程也會(huì)發(fā)生電導(dǎo)的改變。因此，這為zno在光敏探測(cè)器以及光電氣敏傳感器的應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)^[1,3]！

但是，目前所制備的zno光電氣敏傳感器無(wú)法滿足吸附能力強(qiáng)、光敏性能好、對(duì)外界氣體敏感、穩(wěn)定性好等一系列性質(zhì)要求，為了解決這一問(wèn)題，人們提出了金屬離子摻雜、表面修飾貴金屬(如au、ag、pt等的修飾)、表面修飾光敏感材料、復(fù)合材料構(gòu)筑等方法。其中復(fù)合材料構(gòu)筑除了sno2-zno、fe2o3-zno、zno-cuo等復(fù)合材料構(gòu)筑以外；石墨烯和碳納米管等物質(zhì)具有良好的電荷傳輸性能，也被用于與zno形成復(fù)合材料^[2,4,5]。

s.safa等利用浸漬-提拉法制備了rgo-zno光探測(cè)器并研究了其性能，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)純zno、0.0125wt.％、0.025wt.％、0.075wt.％、0.225wt.％對(duì)紫光的靈敏度分別為2、3、3、4、2.5，由此可得，rgo-zno的光靈敏度比純zno好^[6]；王德軍等以zno納米材料為基礎(chǔ)，通過(guò)摻雜方法制備了光電氣敏傳感器，經(jīng)過(guò)檢測(cè)得到1％銅摻雜的氧化鋅薄膜性能最好，在紫外光激發(fā)、室溫條件下對(duì)1120ppm乙醇和丙酮響應(yīng)強(qiáng)度為64、63，高于純zno的響應(yīng)強(qiáng)度，銅元素的摻入可以促進(jìn)揮發(fā)性有機(jī)物的吸附^[2]；binwu等利用水溶液法和化學(xué)氣相沉積法制備zno-cdse異質(zhì)結(jié)，在最佳工作溫度160℃、可見光照射條件下，對(duì)50ppm酒精的靈敏度為7.5[7]；謝騰峰、崔佳寶等通過(guò)研究得到研究ag修飾zno在室溫、370nm光照條件下對(duì)40ppmhcho的靈敏度為119.8％，是純zno的3倍，除此之外，他們通過(guò)研究得到al離子摻雜氧化鋅在室溫、370nm光照條件下對(duì)50ppmhcho的靈敏度為261.8％，是純氧化鋅的3倍^[5]。

由以上報(bào)道可以得出經(jīng)過(guò)摻雜、修飾復(fù)合材料構(gòu)筑的zno基光敏探測(cè)器及光電氣敏傳感器與純zno相比，性能均有所提高，但光敏性及no2靈敏度仍然較低。

三、

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種zno納米墻rgo異質(zhì)結(jié)光電氣敏傳感器及其制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中常溫條件下光敏性及no2靈敏度低的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種zno納米墻rgo異質(zhì)結(jié)光電氣敏傳感器的制備方法，包括以下步驟：

1)多孔還原石墨烯的制備

分別稱取2-8mg的多孔石墨烯粉末，將其與10ml的dmf混合，配制成濃度為0.2-0.8mg/ml多孔石墨烯-dmf懸浮液，之后把上述懸浮液用多層保鮮膜密封，在室溫下不連續(xù)超聲處理72h，得到多孔石墨烯分散液，經(jīng)24h靜置，通過(guò)轉(zhuǎn)速為4000r/min進(jìn)行離心處理，然后吸取上層液體于潔凈玻璃瓶中，得多孔石墨烯分散液；將ag叉指電極分別在丙酮，無(wú)水乙醇，去離子水中進(jìn)行超聲清洗，然后放入溫度為110℃的干燥箱中預(yù)熱處理1h；取1ml已配置好的多孔石墨烯分散液，利用噴嘴直徑為0.2mm的噴槍噴涂在經(jīng)過(guò)預(yù)處理的ag叉指電極表面，然后在110℃下干燥處理，將干燥好的ag叉指電極在通入ar保護(hù)氣的條件下，450℃進(jìn)行熱處理0.5h；

2)在rgo表面原位生長(zhǎng)zno種子層

將摩爾比為1:1的zn(ch3coo)2·2h2o和al(no3)3.9h2o與乙醇在室溫條件下混合，使zn²⁺濃度為0.2mol/l，放在水浴鍋中，用磁力攪拌器在70℃下加熱攪拌1h，得到均勻的溶液，將步驟1)熱處理后的ag叉指電極利用sydc-100浸漬提拉機(jī)進(jìn)行提拉，提拉速度為6000μm/s，浸漬時(shí)間為30s，然后在80℃下干燥10min；反復(fù)提拉4次；然后在通有ar氣保護(hù)的氣氛熱處理程控高溫爐中400℃下熱處理30min，得到zno種子層/rgo復(fù)合薄膜；

3)在rgo表面原位生長(zhǎng)zno納米墻

將zn(no3)26h2o與(ch3)6n4按摩爾比為1:1配制成0.05mol/l的溶液，70℃加熱攪拌1h，當(dāng)溶液中開始出現(xiàn)渾濁后，停止攪拌，將溶液倒入水熱反應(yīng)釜的聚四氟乙烯內(nèi)膽中，并將步驟2)得到的zno種子層/rgo復(fù)合薄膜垂直插入其中，80℃恒溫生長(zhǎng)5h；取出后用去離子水沖洗并干燥，最后在通有ar氣保護(hù)的氣氛熱處理程控高溫爐中450℃下熱處理1h，在ag叉指電極表面得到zno納米墻/rgo薄膜。

4)老化制得成品：

將步驟3)得到的zno納米墻/rgo薄膜放在cgs-1tp智能氣敏分析系統(tǒng)控溫臺(tái)樣品區(qū)，調(diào)節(jié)兩探針，使其與電極片的兩端接觸，室溫時(shí)，在照射功率100％的365nm波段光(led光源)光照條件下進(jìn)行老化，老化時(shí)間為1.5h。

所述的制備方法制得的zno納米墻rgo異質(zhì)結(jié)光電氣敏傳感器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果：本發(fā)明在所提供的低溫下具有高靈敏度的光敏探測(cè)器以及no2光電氣敏傳感器，zno是寬帶隙半導(dǎo)體材料，其禁帶寬度為3.37ev,對(duì)紫外光的光響應(yīng)好；此外，多孔還原石墨烯具有非常好的導(dǎo)電性能，可快速傳輸載流子，避免光生電子-空穴發(fā)生復(fù)合。因此，多孔zno納米墻/rgo光電傳感器具備了下面幾方面的優(yōu)點(diǎn)：(1)對(duì)光敏感程度高，在75℃工作溫度下對(duì)365nm光的光敏為13.107，(2)對(duì)no2的高靈敏度，在工作溫度為75℃、波長(zhǎng)為365nm的光照條件下對(duì)50ppm的no2靈敏度高達(dá)88.154，(3)穩(wěn)定性好，(4)材料易于獲得，(5)具有光敏與氣敏的耦合特性；

由于片層狀的石墨烯是納米材料，容易產(chǎn)生團(tuán)聚現(xiàn)象，所以石墨烯實(shí)際的比表面積和導(dǎo)電性能都無(wú)法和理論值相符，嚴(yán)重地制約了石墨烯的應(yīng)用。本發(fā)明構(gòu)建三維連通的網(wǎng)絡(luò)多孔結(jié)構(gòu)，既構(gòu)建了電子、熱能和載荷有效傳輸?shù)耐ǖ?，又可以有效提高石墨烯基多孔材料的比表面積和豐富的活性位點(diǎn)。

四、附圖說(shuō)明：

圖1(a)是實(shí)施例1制備的zno納米墻/rgo在工作溫度為75℃、照射功率為100％的365nm光敏響應(yīng)圖；

(b)是實(shí)施例1制備的zno納米墻/rgo在工作溫度為75℃、照射功率為100％的365nm光照射條件下對(duì)50ppmno2的氣敏-光敏耦合響應(yīng)圖；

(c)是實(shí)例1制備的zno納米墻/rgo工作溫度為75℃時(shí)對(duì)365nm不同照射功率光照的光敏響應(yīng)圖；

(d)是實(shí)施例1制備的zno納米墻/rgo在工作溫度為75℃、365nm不同照射功率光照對(duì)50ppmno2的氣敏-光敏耦合響應(yīng)圖；

(e)是實(shí)施例1制備的zno納米墻/rgo工作溫度為75℃、照射功率為100％的365nm光照射條件下對(duì)5ppm-50ppmno2的氣敏-光敏耦合響應(yīng)圖；

(f)是實(shí)例1制備的zno納米墻/rgo對(duì)365nm、照射功率為100％在不同工作溫度下的光敏響應(yīng)圖、對(duì)50ppmno2的氣敏-光敏耦合響應(yīng)圖；

圖2(a)是實(shí)施例2制備的zno納米墻/rgo在工作溫度為75℃、照射功率為100％的365nm光敏響應(yīng)圖；

(b)是實(shí)施例2制備的zno納米墻/rgo在工作溫度為75℃、照射功率為100％的365nm光照射條件下對(duì)50ppmno2的氣敏-光敏耦合響應(yīng)圖；

圖3(a)是實(shí)施例3制備的zno納米墻/rgo在工作溫度為75℃、照射功率為100％的365nm光敏響應(yīng)圖；

(b)是實(shí)施例3制備的zno納米墻/rgo在工作溫度為75℃、照射功率為100％的365nm光照射條件下對(duì)50ppmno2的氣敏-光敏耦合響應(yīng)圖；

圖4(a)是實(shí)施例4制備的zno納米墻/rgo在工作溫度為75℃、照射功率為100％的365nm光敏響應(yīng)圖；

(b)是實(shí)施例4制備的zno納米墻/rgo在工作溫度為75℃、照射功率為100％的365nm光照射條件下對(duì)50ppmno2的氣敏-光敏耦合響應(yīng)圖；

圖5是實(shí)施例1制備的zno納米墻/rgo的xrd圖；

圖6(a)是實(shí)施例1制備的zno納米墻/rgo的sem圖；

(b)是實(shí)施例1制備的zno納米墻/rgo的eds圖；

圖7(a)是實(shí)施例1制備的zno納米墻/rgo的tem圖；

(b)是實(shí)施例1制備的zno納米墻/rgo的高倍tem圖；

圖8是實(shí)施例1制備的zno納米墻/rgo的uv圖；

圖9是實(shí)施例1制備的zno納米墻/rgo的表面光電流圖。

五、具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例一：一種zno納米墻rgo異質(zhì)結(jié)光電氣敏傳感器的制備方法，包括下述步驟：

一、多孔還原石墨烯的制備

分別稱取2mg的多孔石墨烯粉末(南京吉倉(cāng)納米科技有限公司)，將其與10ml的dmf(n,n-二甲基甲酰胺)混合，配制濃度為0.2mg/ml多孔石墨烯-dmf(n,n-二甲基甲酰胺)懸浮液，之后把上述懸浮液用多層保鮮膜密封，在室溫下不連續(xù)超聲處理72h，得到多孔石墨烯分散液，經(jīng)24h靜置，通過(guò)轉(zhuǎn)速為4000r/min進(jìn)行離心處理，然后吸取上層液體于潔凈玻璃瓶中，得多孔石墨烯分散液；；將ag叉指電極分別在丙酮，無(wú)水乙醇，去離子水中進(jìn)行超聲清洗，放入溫度為110℃的干燥箱中預(yù)熱處理1h；取1ml已配置好的的多孔石墨烯分散液，用噴嘴直徑為0.2mm噴槍(日本露明納科技有限公司)噴涂在經(jīng)過(guò)預(yù)處理的ag叉指電極表面，然后在110℃下干燥處理，將干燥好的ag叉指電極在通入ar保護(hù)氣的條件下，450℃進(jìn)行熱處理0.5h；

二、在rgo表面原位生長(zhǎng)zno種子層

將摩爾比為1:1的zn(ch3coo)2·2h2o和al(no3)3.9h2o(二水合醋酸鋅,分析純)與乙醇在室溫條件下混合，使zn²⁺濃度為0.2mol/l，放在水浴鍋中，用磁力攪拌器在70℃下加熱攪拌1h，得到均勻的溶液。將步驟1)熱處理后的g叉指電極利用sydc-100浸漬提拉機(jī)進(jìn)行提拉，提拉速度為6000μm/s，浸漬時(shí)間為30s，然后在80℃下干燥10min；反復(fù)提拉4次；然后在通有ar氣保護(hù)的氣氛熱處理程控高溫爐中400℃下熱處理30min，得到zno種子層/rgo復(fù)合薄膜；

三、在rgo表面原位生長(zhǎng)zno納米墻

將zn(no3)26h2o與(ch3)6n4按摩爾比為1:1配制成0.05mol/l的溶液，70℃加熱攪拌1h，當(dāng)溶液中開始出現(xiàn)渾濁后，停止攪拌，將溶液倒入水熱反應(yīng)釜的聚四氟乙烯內(nèi)膽中，并將步驟2)得到的zno種子層/rgo復(fù)合薄膜垂直插入其中，80℃恒溫生長(zhǎng)5h；取出后用去離子水沖洗并干燥，最后在通有ar氣保護(hù)的氣氛熱處理程控高溫爐中450℃下熱處理1h，在ag叉指電極表面得到zno納米墻/rgo薄膜；

四、老化制得成品：

將步驟三得到的zno納米墻/rgo薄膜放在cgs-1tp智能氣敏分析系統(tǒng)控溫臺(tái)樣品區(qū)，調(diào)節(jié)兩探針，使其與電極片的兩端接觸。室溫時(shí)，在照射功率100％的365nm波段光(led光源)光照條件下進(jìn)行老化，老化時(shí)間為1.5h。

性能檢測(cè)：

對(duì)本實(shí)施例得到的光敏探測(cè)器及其光電氣敏傳感器進(jìn)行光敏性能的檢測(cè)，經(jīng)過(guò)老化的樣品的電阻阻值在一定范圍內(nèi)上下浮動(dòng)，此時(shí)切斷光源，電阻上升，50s后重新打開光源，電阻回復(fù)，靈敏度s定義為：s＝rg/ra(ra表示元件在光照條件下的電阻，rg表示元件切斷電源時(shí)的電阻)。zno納米墻/rgo對(duì)365nm、照射功率為100％的光敏響應(yīng)圖如圖1(a)所示。

對(duì)本實(shí)施例得到的光敏探測(cè)器及其光電氣敏傳感器進(jìn)行光敏-氣敏耦合效應(yīng)的檢測(cè)，經(jīng)過(guò)老化的樣品的電阻阻值在一定范圍內(nèi)上下浮動(dòng)，此時(shí)注入no2，同時(shí)切斷光源，電阻上升，50s后揭開氣箱，同時(shí)打開光源，電阻回復(fù)，靈敏度s定義為s＝rg/ra(ra表示元件在空氣中有光照的電阻，rg表示元件在被測(cè)氣體中無(wú)光照的電阻)。制備的zno納米墻/rgo在365nm、照射功率為100％的光照射條件下對(duì)50ppmno2室溫的氣敏-光敏耦合響應(yīng)圖如圖1(b)所示。

實(shí)施例2：

一種zno納米墻rgo異質(zhì)結(jié)光電氣敏傳感器的制備方法，包括下述步驟：

一、多孔還原石墨烯的制備

分別稱取4mg的多孔石墨烯粉末(南京吉倉(cāng)納米科技有限公司)，將其與10ml的dmf(n,n-二甲基甲酰胺)混合，配制濃度為0.4mg/ml多孔石墨烯-dmf(n,n-二甲基甲酰胺)懸浮液，之后把上述懸浮液用多層保鮮膜密封，在室溫下不連續(xù)超聲處理72h，得到多孔石墨烯分散液，經(jīng)24h靜置，通過(guò)轉(zhuǎn)速為4000r/min進(jìn)行離心處理，然后吸取上層液體于潔凈玻璃瓶中，得多孔石墨烯分散液；將ag叉指電極分別在丙酮，無(wú)水乙醇，去離子水中進(jìn)行超聲清洗，放入溫度為110℃的干燥箱中預(yù)熱處理1h；取1ml已配置好的的多孔石墨烯分散液，用噴嘴直徑為0.2mm噴槍(日本露明納科技有限公司)噴涂在經(jīng)過(guò)預(yù)處理的ag叉指電極表面，然后在110℃下干燥處理，將干燥好的ag叉指電極在通入ar保護(hù)氣的條件下，450℃進(jìn)行熱處理0.5h；

二、在rgo表面原位生長(zhǎng)zno種子層

將摩爾比為1:1的zn(ch3coo)2·2h2o和al(no3)3.9h2o(二水合醋酸鋅,分析純)與乙醇在室溫條件下混合，使zn²⁺濃度為0.2mol/l，放在水浴鍋中，用磁力攪拌器在70℃下加熱攪拌1h，得到均勻的溶液。將步驟1)熱處理后的g叉指電極利用sydc-100浸漬提拉機(jī)進(jìn)行提拉，提拉速度為6000μm/s，浸漬時(shí)間為30s，然后在80℃下干燥10min；反復(fù)提拉4次；然后在通有ar氣保護(hù)的氣氛熱處理程控高溫爐中400℃下熱處理30min，得到zno種子層/rgo復(fù)合薄膜；

三、在rgo表面原位生長(zhǎng)zno納米墻

將zn(no3)26h2o與(ch3)6n4按摩爾比為1:1配制成0.05mol/l的溶液，70℃加熱攪拌1h，當(dāng)溶液中開始出現(xiàn)渾濁后，停止攪拌，將溶液倒入水熱反應(yīng)釜的聚四氟乙烯內(nèi)膽中，并將步驟2)得到的zno種子層/rgo復(fù)合薄膜垂直插入其中，80℃恒溫生長(zhǎng)5h；取出后用去離子水沖洗并干燥，最后在通有ar氣保護(hù)的氣氛熱處理程控高溫爐中450℃下熱處理1h，在ag叉指電極表面得到zno納米墻/rgo薄膜；

四、老化制得成品：

將步驟三得到的zno納米墻/rgo薄膜放在cgs-1tp智能氣敏分析系統(tǒng)控溫臺(tái)樣品區(qū)，調(diào)節(jié)兩探針，使其與電極片的兩端接觸。室溫時(shí)，在照射功率100％的365nm波段光(led光源)光照條件下進(jìn)行老化，老化時(shí)間為1.5h。

性能檢測(cè)：

對(duì)本實(shí)施例得到的光敏探測(cè)器及其光電氣敏傳感器進(jìn)行光敏性能的檢測(cè)，經(jīng)過(guò)老化的樣品的電阻阻值在一定范圍內(nèi)上下浮動(dòng)，此時(shí)切斷光源，電阻上升，50s后重新打開光源，電阻回復(fù)，靈敏度s定義為：s＝rg/ra(ra表示元件在光照條件下的電阻，rg表示元件切斷電源時(shí)的電阻)。zno納米墻/rgo對(duì)365nm、照射功率為100％的光敏響應(yīng)圖如圖2(a)所示。

對(duì)本實(shí)施例得到的光敏探測(cè)器及其光電氣敏傳感器進(jìn)行光敏-氣敏耦合效應(yīng)的檢測(cè)，經(jīng)過(guò)老化的樣品的電阻阻值在一定范圍內(nèi)上下浮動(dòng)，此時(shí)注入no2，同時(shí)切斷光源，電阻上升，50s后揭開氣箱，同時(shí)打開光源，電阻回復(fù)，靈敏度s定義為s＝rg/ra(ra表示元件在空氣中有光照的電阻，rg表示元件在被測(cè)氣體中無(wú)光照的電阻)。制備的zno納米墻/rgo在365nm、照射功率為100％的光照射條件下對(duì)50ppmno2室溫的氣敏-光敏耦合響應(yīng)圖如圖2(b)所示。

實(shí)施例3：

一種zno納米墻rgo異質(zhì)結(jié)光電氣敏傳感器的制備方法，包括下述步驟：

一、多孔還原石墨烯的制備

分別稱取6mg的多孔石墨烯粉末(南京吉倉(cāng)納米科技有限公司)，將其與10ml的dmf(n,n-二甲基甲酰胺)混合，配制濃度為0.6mg/ml多孔石墨烯-dmf(n,n-二甲基甲酰胺)懸浮液，之后把上述懸浮液用多層保鮮膜密封，在室溫下不連續(xù)超聲處理72h，得到多孔石墨烯分散液，經(jīng)24h靜置，通過(guò)轉(zhuǎn)速為4000r/min進(jìn)行離心處理，然后吸取上層液體于潔凈玻璃瓶中，得多孔石墨烯分散液；將ag叉指電極分別在丙酮，無(wú)水乙醇，去離子水中進(jìn)行超聲清洗，放入溫度為110℃的干燥箱中預(yù)熱處理1h；取1ml已配置好的的多孔石墨烯分散液，用噴嘴直徑為0.2mm噴槍(日本露明納科技有限公司)噴涂在經(jīng)過(guò)預(yù)處理的ag叉指電極表面，然后在110℃下干燥處理，將干燥好的ag叉指電極在通入ar保護(hù)氣的條件下，450℃進(jìn)行熱處理0.5h；

二、在rgo表面原位生長(zhǎng)zno種子層

將摩爾比為1:1的zn(ch3coo)2·2h2o和al(no3)3.9h2o(二水合醋酸鋅,分析純)與乙醇在室溫條件下混合，使zn²⁺濃度為0.2mol/l，放在水浴鍋中，用磁力攪拌器在70℃下加熱攪拌1h，得到均勻的溶液。將步驟1)熱處理后的g叉指電極利用sydc-100浸漬提拉機(jī)進(jìn)行提拉，提拉速度為6000μm/s，浸漬時(shí)間為30s，然后在80℃下干燥10min；反復(fù)提拉4次；然后在通有ar氣保護(hù)的氣氛熱處理程控高溫爐中400℃下熱處理30min，得到zno種子層/rgo復(fù)合薄膜；

三、在rgo表面原位生長(zhǎng)zno納米墻

將zn(no3)26h2o與(ch3)6n4按摩爾比為1:1配制成0.05mol/l的溶液，70℃加熱攪拌1h，當(dāng)溶液中開始出現(xiàn)渾濁后，停止攪拌，將溶液倒入水熱反應(yīng)釜的聚四氟乙烯內(nèi)膽中，并將步驟2)得到的zno種子層/rgo復(fù)合薄膜垂直插入其中，80℃恒溫生長(zhǎng)5h；取出后用去離子水沖洗并干燥，最后在通有ar氣保護(hù)的氣氛熱處理程控高溫爐中450℃下熱處理1h，在ag叉指電極表面得到zno納米墻/rgo薄膜；

四、老化制得成品：

將步驟三得到的zno納米墻/rgo薄膜放在cgs-1tp智能氣敏分析系統(tǒng)控溫臺(tái)樣品區(qū)，調(diào)節(jié)兩探針，使其與電極片的兩端接觸。室溫時(shí)，在照射功率100％的365nm波段光(led光源)光照條件下進(jìn)行老化，老化時(shí)間為1.5h。

性能檢測(cè)：

對(duì)本實(shí)施例得到的光敏探測(cè)器及其光電氣敏傳感器進(jìn)行光敏性能的檢測(cè)，經(jīng)過(guò)老化的樣品的電阻阻值在一定范圍內(nèi)上下浮動(dòng)，此時(shí)切斷光源，電阻上升，50s后重新打開光源，電阻回復(fù)，靈敏度s定義為：s＝rg/ra(ra表示元件在光照條件下的電阻，rg表示元件切斷電源時(shí)的電阻)。zno納米墻/rgo對(duì)365nm、照射功率為100％的光敏響應(yīng)圖如圖3(a)所示。

對(duì)本實(shí)施例得到的光敏探測(cè)器及其光電氣敏傳感器進(jìn)行光敏-氣敏耦合效應(yīng)的檢測(cè)，經(jīng)過(guò)老化的樣品的電阻阻值在一定范圍內(nèi)上下浮動(dòng)，此時(shí)注入no2，同時(shí)切斷光源，電阻上升，50s后揭開氣箱，同時(shí)打開光源，電阻回復(fù)，靈敏度s定義為s＝rg/ra(ra表示元件在空氣中有光照的電阻，rg表示元件在被測(cè)氣體中無(wú)光照的電阻)。制備的zno納米墻/rgo在365nm、照射功率為100％的光照射條件下對(duì)50ppmno2室溫的氣敏-光敏耦合響應(yīng)圖如圖3(b)所示。

實(shí)施例4：

一種zno納米墻rgo異質(zhì)結(jié)光電氣敏傳感器的制備方法，包括下述步驟：

一、多孔還原石墨烯的制備

分別稱取8mg的多孔石墨烯粉末(南京吉倉(cāng)納米科技有限公司)，將其與10ml的dmf(n,n-二甲基甲酰胺)混合，配制濃度為0.8mg/ml多孔石墨烯-dmf(n,n-二甲基甲酰胺)懸浮液，之后把上述懸浮液用多層保鮮膜密封，在室溫下不連續(xù)超聲處理72h，得到多孔石墨烯分散液，經(jīng)24h靜置，通過(guò)轉(zhuǎn)速為4000r/min進(jìn)行離心處理，然后吸取上層液體于潔凈玻璃瓶中，得多孔石墨烯分散液；將ag叉指電極分別在丙酮，無(wú)水乙醇，去離子水中進(jìn)行超聲清洗，放入溫度為110℃的干燥箱中預(yù)熱處理1h；取1ml已配置好的的多孔石墨烯分散液，用噴嘴直徑為0.2mm噴槍(日本露明納科技有限公司)噴涂在經(jīng)過(guò)預(yù)處理的ag叉指電極表面，然后在110℃下干燥處理，將干燥好的ag叉指電極在通入ar保護(hù)氣的條件下，450℃進(jìn)行熱處理0.5h；

二、在rgo表面原位生長(zhǎng)zno種子層

將摩爾比為1:1的zn(ch3coo)2·2h2o和al(no3)3.9h2o(二水合醋酸鋅,分析純)與乙醇在室溫條件下混合，使zn²⁺濃度為0.2mol/l，放在水浴鍋中，用磁力攪拌器在70℃下加熱攪拌1h，得到均勻的溶液。將步驟1)熱處理后的g叉指電極利用sydc-100浸漬提拉機(jī)進(jìn)行提拉，提拉速度為6000μm/s，浸漬時(shí)間為30s，然后在80℃下干燥10min；反復(fù)提拉4次；然后在通有ar氣保護(hù)的氣氛熱處理程控高溫爐中400℃下熱處理30min，得到zno種子層/rgo復(fù)合薄膜；

三、在rgo表面原位生長(zhǎng)zno納米墻

將zn(no3)26h2o與(ch3)6n4按摩爾比為1:1配制成0.05mol/l的溶液，70℃加熱攪拌1h，當(dāng)溶液中開始出現(xiàn)渾濁后，停止攪拌，將溶液倒入水熱反應(yīng)釜的聚四氟乙烯內(nèi)膽中，并將步驟2)得到的zno種子層/rgo復(fù)合薄膜垂直插入其中，80℃恒溫生長(zhǎng)5h；取出后用去離子水沖洗并干燥，最后在通有ar氣保護(hù)的氣氛熱處理程控高溫爐中450℃下熱處理1h，在ag叉指電極表面得到zno納米墻/rgo薄膜，

四、老化制得成品：

將步驟三得到的zno納米墻/rgo薄膜放在cgs-1tp智能氣敏分析系統(tǒng)控溫臺(tái)樣品區(qū)，調(diào)節(jié)兩探針，使其與電極片的兩端接觸。室溫時(shí)，在照射功率100％的365nm波段光(led光源)光照條件下進(jìn)行老化，老化時(shí)間為1.5h。

性能檢測(cè)：

對(duì)本實(shí)施例得到的光敏探測(cè)器及其光電氣敏傳感器進(jìn)行光敏性能的檢測(cè)，經(jīng)過(guò)老化的樣品的電阻阻值在一定范圍內(nèi)上下浮動(dòng)，此時(shí)切斷光源，電阻上升，50s后重新打開光源，電阻回復(fù)，靈敏度s定義為：s＝rg/ra(ra表示元件在光照條件下的電阻，rg表示元件切斷電源時(shí)的電阻)。zno納米墻/rgo對(duì)365nm、照射功率為100％的光敏響應(yīng)圖如圖4(a)所示。

對(duì)本實(shí)施例得到的光敏探測(cè)器及其光電氣敏傳感器進(jìn)行光敏-氣敏耦合效應(yīng)的檢測(cè)，經(jīng)過(guò)老化的樣品的電阻阻值在一定范圍內(nèi)上下浮動(dòng)，此時(shí)注入no2，同時(shí)切斷光源，電阻上升，50s后揭開氣箱，同時(shí)打開光源，電阻回復(fù)，靈敏度s定義為s＝rg/ra(ra表示元件在空氣中有光照的電阻，rg表示元件在被測(cè)氣體中無(wú)光照的電阻)。制備的zno納米墻/rgo在365nm、照射功率為100％的光照射條件下對(duì)50ppmno2室溫的氣敏-光敏耦合響應(yīng)圖如圖4(b)所示。

以實(shí)施例1得到的光敏探測(cè)器及其光電氣敏傳感器，進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下：

(a)zno納米墻/rgo的xrd圖

參見圖5，zno納米墻/rgo沿[002]方向擇優(yōu)生長(zhǎng)，且具有較高的結(jié)晶質(zhì)量。

(b)zno納米墻/rgo的sem、eds圖

參見圖6，可知具有多孔結(jié)構(gòu)的zno納米墻/rgo，沿ag叉指電極垂直方向定向周期性排列生長(zhǎng)，由eds圖可以看出存在zn，o，c，al，ag等五種元素，其中zn，o來(lái)源于zno，c來(lái)源于rgo，al來(lái)源于原料中用到的al(no3)3，ag來(lái)源于ag叉指電極。

(c)zno納米墻/rgo的tem、高倍tem圖

參見圖7，zno納米墻錨在rgo的表面，這進(jìn)一步證明zno納米墻/rgo異質(zhì)結(jié)制備成功。

(d)zno納米墻/rgo的光敏以及氣敏-光敏耦合效應(yīng)圖

參見圖1可知，實(shí)施例1所制備的傳感器在工作溫度為75℃條件下下對(duì)波長(zhǎng)為365nm光的靈敏度為13.107，對(duì)50ppm的no2靈敏度為88.154，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他文獻(xiàn)報(bào)道的靈敏度。除此之外，通過(guò)對(duì)工作溫度的研究，可以得出隨著工作溫度的升高，其對(duì)光的靈敏度先增高后降低，對(duì)檢測(cè)氣體的靈敏度也隨之改變，在75℃時(shí)得到最佳值。通過(guò)對(duì)光照功率的研究，得出隨著功率的減小，其對(duì)光的靈敏度減小，對(duì)檢測(cè)氣體的靈敏度也隨之減小。

(e)zno納米墻/rgo的uv圖

參見圖8，zno納米墻/rgo在360nm有很強(qiáng)的吸收峰。

(f)zno納米墻/rgo的表面光電流圖

參見圖9可知，激發(fā)波長(zhǎng)從370nm至300nm，光電流逐漸下降，激發(fā)波長(zhǎng)為370nm時(shí)，表面光電流達(dá)到最大值，為19×10^-12a，當(dāng)波長(zhǎng)處于370nm至394nm時(shí)，光電流隨波長(zhǎng)增加而降低；波長(zhǎng)位于394nm至500nm時(shí)，有微弱的光電流產(chǎn)生。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。