[发明专利]一种基于有机场效应管的甲醛传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于有机场效应晶体管的甲醛传感器，包括从下到上依次设置的衬底、栅电极、栅极绝缘层和有机半导体层，所述有机半导体层的上端连接有源电极和漏电极，其特征在于：所述有机半导体层是由靛蓝或靛蓝衍生物与硅藻泥混合制成，所述有机半导体层中硅藻泥的质量百分数为3％～20％。

2.根据权利要求1所述的基于有机场效应晶体管的甲醛传感器，其特征在于，所述衬底的材料为聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚对萘二甲酸乙二酯、虫胶、云母或硅藻泥中的一种。

3.根据权利要求1所述的基于有机场效应晶体管的甲醛传感器，其特征在于，所述栅极绝缘层的材料为聚乙烯醇、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯的一种或多种，所述栅极绝缘层的厚度为20～520nm。

4.根据权利要求1所述的基于有机场效应晶体管的甲醛传感器，其特征在于，所述有机半导体层的厚度为50～120nm。

5.根据权利要求1所述的基于有机场效应晶体管的甲醛传感器，其特征在于，所述栅电极、源电极和漏电极的材料均为石墨烯、碳纳米管、金属单质纳米线、氧化锌、氧化钛、氧化铟锡或聚合物电极材料中的一种或多种；所述栅电极、源电极和漏电极厚度均为50～80nm。

6.根据权利要求5所述的基于有机场效应晶体管的甲醛传感器，其特征在于，所述金属单质纳米线为铁纳米线、铜纳米线、银纳米线、金纳米线、铝纳米线、镍纳米线、钴纳米线、锰纳米线、镉纳米线、铟纳米线、锡纳米线、钨纳米线或铂纳米线中的一种或多种。

7.根据权利要求5所述的基于有机场效应晶体管的甲醛传感器，其特征在于，所述聚合物电极材料为聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)或3,4-聚乙烯二氧噻吩中的一种。

8.一种基于有机场效应晶体管的甲醛传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

①先利用洗涤剂、丙酮溶液、去离子水和异丙醇溶液中的一种或多种对衬底进行清洗，清洗后干燥；

②在衬底的表面制备栅电极，形成栅电极的图形；

③在栅电极表面上制备栅极绝缘层；

④将硅藻泥溶液同靛蓝或靛蓝衍生物溶液按照质量百分配比进行混溶，然后在己覆盖栅极绝缘层的基板上制备有机半导体层初成体，然后70℃热退火20分钟，制成有机半导体层；

⑤在有机半导体层上制备源电极和漏电级；

⑥将步骤⑤制得后的有机场效应晶体管进行封装。

9.根据权利要求8所述的基于有机场效应晶体管的甲醛传感器的制备方法，其特征在于，步骤②和步骤⑤中，栅电极、源电极、漏电极均是通过真空热蒸镀、磁控溅射、等离子体增强的化学气相沉积、丝网印刷、打印或旋涂中的一种方法制备。

10.根据权利要求8所述的基于有机场效应晶体管的甲醛传感器的制备方法，其特征在于，步骤④中，所述有机半导体层是通过等离子体增强的化学气相沉积、热氧化、旋涂、真空蒸镀、辊涂、滴膜、压所、印刷或气喷中的一种方法制备。