[发明专利]一种便携式石墨烯电极阵列传感器

说明书

本发明涉及阵列传感器技术领域，具体涉及一种便携式石墨烯电极阵列传感器，旨在解决绝缘衬底和石墨烯材料，有着不同晶格常数和热膨胀系数且缺乏催化性能,需要较长的生长时间，形成缺陷并进一步影响生长的质量和器件的特性和性能的问题，包括阵列电路板，阵列电路板上设有若干通过阵列电路连接的石墨烯传感器单元，石墨烯传感器单元包括绝缘衬底，绝缘衬底上外延生长有活性层，活性层上外延生长有一层或多层异质量子点结构，异质量子点结构上外延生长有石墨烯层，石墨烯层为三维石墨烯纳米墙或二维石墨烯薄膜。本发明可根据需求在石墨烯层上修饰有不同的反应膜层，将石墨烯材料图案化、功能化，以此实现多维度的生物信号检测。

技术领域

本发明涉及阵列传感器技术领域，具体涉及一种便携式石墨烯电极阵列传感器。

背景技术

目前发展的常规的石墨烯制备方法有:微机械剥离、热解碳化硅(SiC)、在过渡金属及重金属上的化学气相沉积(CVD)以及化学插层氧化法，其中CVD方法是宏量制备较高质量石墨烯的最可靠的方法。目前CVD方法主要在过渡金属上制备石墨烯，石墨烯生长完成以后为了满足不同的应用需求需要将制备的石墨烯转移到相应的绝缘衬底上，石墨烯的转移过程本身是一个复杂且高成本的过程，这对于大规模量产是非常不利的；同时在转移过程中缺陷及杂质引入不可避免，这大大降低了石墨烯质量。

为提高石墨烯质量及降低生产成本，直接在绝缘衬底上生长石墨烯避免转移过程是可能的解决方案之一。但是绝缘衬底和石墨烯材料，有着不同晶格常数和热膨胀系数且缺乏催化性能,因此若直接生长石墨烯材料在绝缘衬底上,需要较长的生长时间，会形成缺陷并进一步影响生长的质量和器件的特性和性能。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种便携式石墨烯电极阵列传感器，解决绝缘衬底和石墨烯材料，有着不同晶格常数和热膨胀系数且缺乏催化性能,需要较长的生长时间，形成缺陷并进一步影响生长的质量和器件的特性和性能的问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种便携式石墨烯电极阵列传感器，包括阵列电路板，所述阵列电路板上设有若干通过阵列电路连接的石墨烯传感器单元，所述石墨烯传感器单元包括绝缘衬底，所述绝缘衬底上外延生长有活性层，所述活性层上外延生长有一层或多层异质量子点结构，所述异质量子点结构上外延生长有石墨烯层，所述石墨烯层为三维石墨烯纳米墙或二维石墨烯薄膜，其厚度为10-50nm。

可选地，所述异质量子点结构包括间隔设置的诱导层和间隔层，位于同层的所述诱导层相比所述间隔层靠近所述绝缘衬底一侧。

可选地，所述间隔层为GaAs层，所述诱导层为InAs层。

可选地，所述阵列电路板上开有凹槽，所述石墨烯传感器单元与所述阵列电路板贴合，并将所述凹槽遮蔽。

可选地，所述凹槽位于所述石墨烯传感器单元正中央，其面积为石墨烯传感器单元面积的25％-80％。

可选地，所述阵列电路包括纵向电路和横向电路，分布于各个石墨烯传感器单元之间，与各个石墨烯传感器单元两端连接，并通过模拟开关控制石墨烯传感器单元的选通。

可选地，所述石墨烯层上修饰有不同的反应膜层，分别制备为工作电极、对电极或参比电极。

本发明的有益效果：