[发明专利]一种石墨烯晶体管离子传感器及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种石墨烯晶体管铁离子传感器，包括衬底和设置于所述衬底上的栅极、源极和漏极；所述源极和漏极之间设置有石墨烯沟道；所述栅极表面固定有碳点；所述栅极表面碳点的固定量为10～30μg/mm²；所述固定碳点的方法为：在石墨烯晶体管的栅极表面修饰羧基后进行活化处理；将碳点分散液涂覆在活化处理后的栅极表面；所述修饰羧基的方法为：将疏基乙醇酸水溶液涂覆在栅极表面，然后避光保存，使羧基修饰在栅极表面；所述活化处理的方法为：将1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺和N-羟基丁二酰亚胺的混合溶液涂覆到栅极表面对羧基进行活化处理；所述栅极包括铬层和金层，所述铬层位于衬底和金层之间。

2.根据权利要求1所述的石墨烯晶体管铁离子传感器，其特征在于，所述石墨烯沟道的宽度为0.2～0.3mm，石墨烯沟道的长度为4～8mm。

3.根据权利要求1或2所述的石墨烯晶体管铁离子传感器，其特征在于，所述石墨烯沟道为单层石墨烯。

4.根据权利要求1所述的石墨烯晶体管铁离子传感器，其特征在于，所述源极和漏极独立地包括铬层和金层，所述铬层位于衬底和金层之间。

5.根据权利要求4所述的石墨烯晶体管铁离子传感器，其特征在于，所述铬层的厚度为6～12nm，所述金层的厚度为40～90nm。

6.权利要求1～5任意一项所述石墨烯晶体管铁离子传感器的制备方法，包括以下步骤：

(1)在衬底表面制备栅极、源极和漏极，使所述源极和漏极之间存在沟道；

(2)将石墨烯平铺在源极和漏极之间的沟道上，得到石墨烯晶体管；

(3)在所述步骤(2)得到的石墨烯晶体管的栅极表面固定碳点，得到石墨烯晶体管铁离子传感器。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中栅极、源极和漏极的制备包括：采用热蒸发镀膜法在衬底表面依次蒸镀铬层和金层。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中固定碳点的方法包括：在所述步骤(2)所得石墨烯晶体管中栅极的表面修饰羧基后进行活化处理；将碳点分散液涂覆在活化处理后的栅极表面。

9.权利要求1～5任意一项所述石墨烯晶体管铁离子传感器或权利要求6～8任意一项所述制备方法制备的石墨烯晶体管铁离子传感器在铁离子检测中的应用。