高比表面二硫化钼-石墨烯凝胶被用于二氧化氮探测器件

石墨烯具有独特的物理性质，比如高的载流子流动能力以及机械强度。而与其结构类似的二维材料近年来因其优异的性质以及在电子器件中的广阔应用而备受关注。研究发现层状过渡金属硫化物，如二硫化钼，在许多器件应用中可用来代替石墨烯。今年来研究发现，将石墨烯与二维材料复合，可得到具有多功能特性的复合材料。例如石墨烯-硫化钼凝胶已经在析氢催化、超级电容器、储锂以及DNA检测等领域有广泛研究。

探气体测器也是今年来的研究方向之一。二氧化氮是一种常见的有毒气体，空气中存在较低浓度的二氧化氮即可引发支气管炎、肺气肿、呼吸道刺激等疾病。因此，在安全防护、环境监测等实际应用中，需要快速、可靠、可检测低浓度的二氧化氮气体的检测装置。以往报道的石墨烯以及二硫化钼基场效应晶体管探测器具有较慢的响应以及响应时间，且在室温温度下甚至没有响应。通过加热器件可以实现快速的响应以及恢复，但是这也会使得已经吸附的物质加速脱附，不利于气体检测。

加州大学伯克利分校RoyaMaboudian课题组首次提出，使用高比表面的二硫化钼-石墨烯凝胶，可实现二氧化氮在超低浓度下的检测，气体探测器件具有极高的快速响应能力以及恢复次数。高质量石墨烯凝胶作为骨架，具有极高的比表面积，多孔特性，高的电导率以及热导率。将石墨烯表面覆盖单层或者少层二硫化钼，可提高其敏感以及气体选择性能。气体探测器具有极低的二氧化氮探测极限（大约50 ppb），并且在室温以及200℃下都可使用。在200℃条件下，器件具有很好的响应以及恢复（小于一分钟）。

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