[发明专利]一种基于纳米软印刷技术批量制备石墨烯气体传感器的方法

权利要求书

1.一种基于纳米软印刷技术批量制备石墨烯气体传感器的方法，其特征在于所述方法是按以下步骤完成的：

一、石墨烯薄膜的制备：

氧化石墨烯薄膜的制备：将氧化石墨烯制成浓度为0.0001~0.0005g/ml的悬浮液，然后在清洗过的带有氧化膜的硅片上滴加一层氧化石墨烯悬浮液，将硅片在30~90℃温度下干燥10min~1h；

二、制备规则形状的石墨烯：

①、待步骤一中硅片上的氧化石墨烯干燥后在其表面旋涂一层聚甲基丙烯酸甲酯，旋涂转速为2000~12000r/min；

②、将①中旋涂聚甲基丙烯酸甲酯后的硅片放在热台上加热并用带状聚二甲基硅氧烷模板压印聚甲基丙烯酸甲酯膜并在模板上施加0.5~2N/cm²的力，压印30~90s；

 ③、将②中硅片从热台上取下，在空气中放置2~10min，沿带的方向揭下聚二甲基硅氧烷模板，以等离子刻蚀硅片表面，刻蚀5min~1h；

④、将③中的硅片以丙酮蒸汽清洗5h~20h；

三、石墨烯的改性：

将步骤二中制备的带有规则带状氧化石墨烯的硅片置于管式炉中，在室温条件下将管式炉抽真空后充满惰性气体和还原性气体，将管式炉内的温度从室温加热至300~900℃，在300~900℃温度下持续加热5~50min，将温度降至室温后即可形成规则条状还原氧化石墨；

四、批量石墨烯气体传感器的制备：

①、将步骤三获得带有规则带状的还原氧化石墨烯的硅片以电极大小为500μm×500μm，电极间距为20μm的铜制掩膜为模板利用真空镀膜机制备金/铬合金电极，沉积的电极总厚度为60~100nm，其中铬层厚10~30nm，金层厚20~70nm；

②、镀膜结束后，将器件放在管式炉中，在温度300℃、氩气/氢气气氛中做退火处理，这样即批量制备了基于还原氧化石墨烯的气体传感器。

2.根据权利要求1所述的基于纳米软印刷技术批量制备石墨烯气体传感器的方法，其特征在于所述还原性气体与惰性气体的体积比为1:（1~5）。

3.根据权利要求1或2所述的基于纳米软印刷技术批量制备石墨烯气体传感器的方法，其特征在于所述还原性气体为氨气或氢气，惰性气体为氮气、氦气或氩气。

4.根据权利要求1所述的基于纳米软印刷技术批量制备石墨烯气体传感器的方法，其特征在于所述步骤四中，氩气/氢气的体积比为2/1。

5.根据权利要求1所述的基于纳米软印刷技术批量制备石墨烯气体传感器的方法，其特征在于所述沉积的电极总厚度为60~100nm，其中铬层厚10~30nm，金层厚20~70nm。

6.根据权利要求1所述的基于纳米软印刷技术批量制备石墨烯气体传感器的方法，其特征在于所述氧化膜厚度为300nm。