综述 石墨烯传感器
基于石墨烯的拉曼光谱应变测量传感技术研究综述
概述 随着微纳米器件和材料尺寸逐渐变小的发展趋势，这些材
料和器件可靠性的研究成为重点，所以需要精确测量微纳米器 件和材料的机械性质与力学行为。微纳米材料和器件的机械 性能与材料的物理性质、尺寸效应、制造过程等密切相关。材 料的机械性能不能仅仅通过理论模型和数值仿真来描述，更需 要通过实验来对其机械性质和力学行为进行精确测量和评估。 对于微纳米尺度样品的机械性能的测量需要高分辨率和高准 确性的测量技术，但传统的机械性能测量技术不能满足以上的 需求，需要发展新的物理机械性能实验方法。在微器件制造过 程中不可避免会存在残余应力，包括制造过程中热学不匹配产 生的应力和材料晶格结构、掺杂或缺陷引起的本征应力，实验 中原位实时测量残余应力存在一定的困难，但这正是微器件制 造和可靠性分析的关键问题 。 ［１］
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技术与市场 ２０２１年 第２８卷 第７期
创新与实践
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《2024年ZnO及ZnO-石墨烯复合材料气敏性能研究》范文
《ZnO及ZnO-石墨烯复合材料气敏性能研究》篇一ZnO及ZnO-石墨烯复合材料气敏性能研究一、引言随着科技的发展，气体传感器在工业、环境监测、医疗、安全等领域的应用越来越广泛。
其中，氧化锌（ZnO）作为一种重要的半导体材料，因其具有优异的物理和化学性质，被广泛应用于气敏传感器。
近年来，ZnO/石墨烯复合材料因其高导电性、高比表面积等特性在气敏性能方面表现出了显著的优势。
本文旨在研究ZnO及ZnO/石墨烯复合材料的气敏性能，为气体传感器的设计提供理论依据。
二、ZnO材料的气敏性能研究1. ZnO材料介绍ZnO是一种具有宽禁带的n型半导体材料，具有优良的光电性能和气敏性能。
其表面存在大量的氧空位和吸附氧，能够与气体分子发生相互作用，从而产生电阻变化。
2. ZnO气敏性能实验方法通过制备不同浓度的ZnO薄膜，利用气敏测试系统对不同气体进行测试，观察ZnO薄膜在不同气体浓度下的电阻变化情况。
3. 实验结果分析实验结果表明，ZnO薄膜对多种气体具有敏感响应，如乙醇、甲醛等。
随着气体浓度的增加，ZnO薄膜的电阻逐渐降低。
此外，ZnO薄膜的气敏响应速度较快，具有良好的实时监测能力。
三、ZnO/石墨烯复合材料的气敏性能研究1. ZnO/石墨烯复合材料介绍ZnO/石墨烯复合材料是将ZnO与石墨烯通过物理或化学方法复合而成。
石墨烯具有优异的导电性和高比表面积，能够提高ZnO的分散性和气敏性能。
2. 制备方法及实验条件采用溶胶-凝胶法或化学气相沉积法制备ZnO/石墨烯复合材料。
通过调整石墨烯的含量、复合方式等参数，研究不同条件下复合材料的气敏性能。
3. 实验结果分析实验结果表明，ZnO/石墨烯复合材料的气敏性能明显优于纯ZnO。
在相同条件下，复合材料对气体的敏感响应更快，且响应值更高。
此外，石墨烯的加入还提高了ZnO的稳定性和重复使用性。
四、结论本文研究了ZnO及ZnO/石墨烯复合材料的气敏性能。
实验结果表明，ZnO对多种气体具有敏感响应，且响应速度较快。
石墨烯材料在光电器件中的应用研究
石墨烯材料在光电器件中的应用研究随着科技的发展，新型材料被不断地研发出来并被应用在各个领域。
石墨烯材料作为一种新型材料，在科学界引起了极大的关注。
石墨烯材料的绝热性、导电性和透明度使其成为光电器件领域的一个重要材料。
石墨烯材料在光电器件中的应用研究已成为一个热点话题，本文将介绍石墨烯材料在光电器件中的应用现状及其未来的发展趋势。
一、石墨烯材料的基本概念首先，我们来了解一下石墨烯材料的基本概念。
石墨烯通常被定义为由一层碳原子所组成的二维纳米晶体，由于其特殊的结构及物理性质使其在科学研究领域吸引了广泛的关注。
石墨烯材料具有很高的光吸收系数、宽带电导率、极高的载流子迁移率等特点，这些特性使得石墨烯在光电器件领域中拥有广阔的应用前景。
二、石墨烯材料在太阳能电池领域的应用研究太阳能电池是一种将太阳能转化成电能的设备，而石墨烯材料在太阳能电池领域的应用研究也越来越受到重视。
一项研究表明，将石墨烯可以应用在太阳能电池中的各个方面，得以提高太阳能电池的效率和稳定性。
例如，石墨烯可以应用于太阳能电池的透明导电层、电极等方面，可以大幅提高太阳能电池的电荷传输效率和光吸收效率，同时还可以增强太阳能电池器件的稳定性和寿命。
三、石墨烯材料在显示器领域的应用研究显示器是人们日常生活中用到的设备，而石墨烯材料也可以应用在显示器领域。
一项研究表明，石墨烯在显示器领域可以作为一种非常有效的透明电极，在各种显示器设备中都有很大的应用前景。
例如，在 OLED 显示器中，可以通过石墨烯制成的透明电极大幅提高显示器的透光率和稳定性，进一步提高显示器的显示效果和使用寿命。
四、石墨烯材料在光电探测器领域的应用研究光电探测器是一种将光信号转化为电信号的设备，而石墨烯材料在光电探测器领域的应用研究也有着非常广泛的前景。
一项研究表明，石墨烯可以在光电探测器中作为一种非常有效的光电传感器，可以大幅提高光电探测器的灵敏度和响应速度。
同时，利用石墨烯可以制备光电探测器各种元件，越来越多的研究表明，石墨烯在光电探测器领域应用的前景非常广阔，未来一定会有更多的新型设备采用石墨烯材料来实现更加高效的光电转化。
石墨烯材料在生物体内的应用
石墨烯材料在生物体内的应用随着科技的不断进步，石墨烯作为一种新型材料，已经成为引领未来科技发展的主要趋势之一。
近年来，人们发现石墨烯具有复杂的物理和化学性质，在生物医学领域得到了广泛的应用。
一、石墨烯的特性石墨烯是由一层石墨相连而成的超薄晶体，其具有高强度、高导电性、高热导性、高表面积、超强的拉伸强度和电化学反应性等特殊的物理和化学性质。
因此，石墨烯是一个十分有潜力的材料。
二、石墨烯在生物医学领域的应用1. 生物传感器：石墨烯具有极高的表面积和导电性质，可用于制作高灵敏度的生物传感器，可以实现高灵敏的检测和分析。
2. 细胞成像：石墨烯作为一种有利于光学成像的材料，可以在生物体内被光源激活，发出不同颜色的荧光，可以用于细胞成像。
3. 药物传递：利用其高表面积，石墨烯可以被用作药物或其他生物大分子的载体，能够有效地传递药物到患者的身体内。
4. 细胞治疗：石墨烯可以被用于治疗癌症和其他疾病。
石墨烯可以被利用来引导由DNA和RNA构成的特殊分子以精确定位分子关键位置，这些关键位置是药物传递的有效靶点。
5. 细胞培养：石墨烯薄片可以用作细胞培养基底，具有良好的生物相容性。
同时，具有优良的化学和物理性质，对细胞的生长和发展是有益的。
三、石墨烯在生物体内的安全性问题虽然石墨烯具有很多有利的特性，但是在生物体内的安全性始终是一个有待解决的问题。
在使用中，要重视石墨烯的生物相容性，尽可能减少石墨烯对细胞和组织的损伤。
此外，在研究和开发新的石墨烯应用时，应具备先进的技术和科学实验室，并要严格控制石墨烯的制备、处理和使用过程中产生的毒性物质。
四、未来展望石墨烯在生物学领域的研究将是一个长期的课题，未来的应用范围将会更加广泛。
石墨烯可以被用于治疗各种疾病，特别是癌症。
虽然目前还存在一些未解决的安全性问题，但是相信未来随着科技的进步和研究的不断深入，石墨烯必将成为一种十分有潜力的医疗工具。
石墨烯气体传感器
对常见气体检测情况
目标气体 材料组成
掺钯的多层石墨烯纳米带 网 化学气相沉积石墨烯薄膜 石墨烯片 聚乙烯吡咯烷酮－还原氧 化石墨烯复合材
检测范围
40~8000mg/ L
乙醇
硫化氢 氨气
25~10000mg /L 相对湿度 30%~90% 氧化锌－石墨烯复合材料 10~40mg/L 氧化锌－石墨烯复合材料 2mg/L 三维石墨烯泡沫 20~100mg/L
石墨烯气体传感器
辛超 学号：M201472140
主要内容
石墨烯及其性质
石墨烯气体传感器
一种另类的石墨烯气体传感器
石墨烯结构
如图为石墨烯结构图。 它是是一种由碳原子 以sp2杂化轨道组成六 角型呈蜂巢晶格的平 面薄膜，只有一个碳 原子厚度的二维材料。 。
基本结构示意图
石墨烯的特性
电阻率小 高机械强度和弹性
透明度高
石墨烯 的性质
结构稳定
导热性好
电子传导速率最快
石墨烯性质
电学性质
零带宽载流子迁移率：200000cm2∙V‐1∙s‐1 室温量子霍尔效应 双极化电场效应 断裂强度：~125GPa 杨氏模量：~1000GPa
机械性质
热学性质
化学性质 光学性质
热导率：~5000W∙m‐1∙K‐1
基本结构
选定特定的绝缘陶瓷衬底，在此衬底表面涂覆或生长石墨烯材料 或石墨烯／半导体复合材料作为气敏材料，在气敏材料两端引出 电极，电极接入检测电路即可获得一个气体传感器。 根据所用石墨烯的来源不同可分为 一下几大类：
剥离石墨烯片气体传感器
还原氧化石墨烯气体传感器 CVD生长石墨烯气体传感器
比表面积：~2630m2∙g‐1 在较宽波长范围内吸收率约2.3%
石墨烯场效应管生物传感器工作原理
石墨烯场效应管生物传感器是一种高灵敏度、快速响应、低成本的生物传感器。
它利用石墨烯的优异电子传输性能和生物相容性，结合场效应管的特性，可以实现对生物分子的高灵敏检测。
本文将从石墨烯的特性、场效应管的原理和生物传感器的工作原理三个方面，深入探讨石墨烯场效应管生物传感器的工作原理。
一、石墨烯的特性1. 单层结构：石墨烯是由一层厚度仅为一个原子的碳原子构成的二维晶格结构，具有极强的柔韧性和导电性。
2. 高电子迁移率：石墨烯的电子迁移率达到几千～上百万cm²/Vs，是传统硅材料的几百倍甚至上千倍，具有优异的电子传输性能。
3. 生物相容性：石墨烯具有良好的生物相容性，可以与生物分子发生特异性相互作用，用于生物传感器具有广阔的应用前景。
二、场效应管的原理1. 结构：场效应管是一种半导体器件，由栅极、漏极和源极构成。
当栅极施加电压时，可以调控漏极和源极之间的电流，实现电子的传输和放大。
2. 工作原理：当在栅极施加电压时，形成电场，调控半导体材料中的载流子浓度，从而控制漏极和源极之间的电流大小。
场效应管具有快速响应、高灵敏度的特点。
三、石墨烯场效应管生物传感器的工作原理1. 生物识别：利用石墨烯的生物相容性，将生物分子（如蛋白质、DNA等）固定在石墨烯表面，实现对生物分子的高选择性识别。
2. 信号转换：当待检测的生物分子与固定在石墨烯表面的生物识别分子结合时，会影响石墨烯的电子结构，导致场效应管栅极的电压发生变化。
3. 电信号检测：通过检测场效应管栅极的电压变化，可以实现对生物分子的快速、高灵敏的检测。
由于石墨烯的优异电子传输性能，使得传感器具有极高的灵敏度和检测速度。
石墨烯场效应管生物传感器利用石墨烯的优异电子传输性能和生物相容性，结合场效应管的特性，可以实现对生物分子的高灵敏检测。
其工作原理简单清晰，具有广泛的应用前景，可用于生物医学领域、环境监测和食品安全等多个领域。
相信随着科学技术的不断进步，石墨烯场效应管生物传感器将在生物传感器领域发挥越来越重要的作用。
石墨烯材料在纳米科技中的应用
石墨烯材料在纳米科技中的应用在当代科技中，有一种材料备受关注，那就是石墨烯。
石墨烯是由石墨单层组成的二维材料，由于其优异的电子、热学和力学性能，被认为是未来材料领域的重要发展方向之一。
特别是在纳米科技领域，石墨烯具有巨大的应用前景。
一、基础研究中的应用石墨烯作为一种新兴材料，其基础研究日益深入。
由于石墨烯的电子能带特性，石墨烯被广泛地用于制备新型的光电器件和传感器。
通过石墨烯的独特性能，科学家可以研究电子、光、热等波长的物理性质，为石墨烯的深入应用提供了坚实的基础。
二、纳米传感器的应用随着科技的不断发展，人们对于材料的性能要求也越来越高。
石墨烯作为一种新型纳米材料，在纳米传感器领域发挥着巨大的作用。
石墨烯传感器因其优异的电子、光学和机械特性，可以实现对于高灵敏度的气体、湿度、压力、生物分子等细小物质的检测。
这样的传感器在生物医学、环境监测、新能源等领域都有广泛的应用前景。
三、新型太阳能电池的应用由于石墨烯的独特性质，石墨烯还可以被用于制备新型的太阳能电池，这种电池拥有高效的光电转化性能。
使用石墨烯作为透明导电层，可以明显提高电池的光电转化效率和稳定性，并且石墨烯的可撕裂特性也可以降低生产成本。
因此，新型石墨烯太阳能电池具有重要的应用前景，并且在未来可以成为可再生能源的主要代表。
四、新型纳米器件的应用石墨烯具有高强度、高导电、高导热等优异性质，因此可以被广泛地用于制备新型纳米器件。
例如，通过在石墨烯表面加工纳米结构，可以制备出具有超大电容量和高电子迁移速率的石墨烯超级电容器。
此外，石墨烯还可以用于制备出各种新型纳米器件，例如石墨烯晶体管、石墨烯光电元件、石墨烯微波器件等。
总的来说，石墨烯作为一种新型材料，其应用十分广泛，未来石墨烯的应用前景十分看好。
虽然目前石墨烯的应用还处于起步阶段，但是相信随着科技的不断发展，石墨烯在纳米科技中的重要作用会越来越大。
石墨烯的研究与应用综述、产业现状
石墨烯的研究与应用综述一、石墨烯的结构与特性石墨烯是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，是最薄的二维材料，单层的厚度仅0.335nm。
石墨烯可塑性极大，是构建其他维数碳材料的基本单元，可以包裹成零维的富勒烯结构，卷曲成一维的碳纳米管，以及堆垛成三维的石墨等。
石墨烯的理论研究已有60多年的历史，但直至2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，利用胶带剥离高定向石墨的方法获得真正能够独立存在的二维石墨烯晶体，二人因此荣获2010年诺贝尔物理学奖。
石墨烯具有一些奇特的物理特性：导电性极强：石墨烯中的电子没有质量，电子的运动速度能够达到光速的1/300，是世界上电阻率最小的材料。
良好的导热性：石墨烯的导热性能优于碳纳米管和金刚石，单层石墨烯的导热系数可达5300瓦/米水度，远高于金属中导热系数高的银、铜等。
极好的透光性：石墨烯几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光，并使所有光谱的光均匀地通过。
超高强度：石墨烯被证明是当代最牢固的材料，硬度比莫氏硬度10级的金刚石还高，却又拥有很好的韧性，可以弯曲。
超大比表面积：石墨烯拥有超大的比表面积(单位质量物料所具有的总面积)，这使得石墨烯成为潜力巨大的储能材料。
石墨烯特殊的结构形态，具备目前世界上最硬、最薄的特征，同时具有很强的韧性、导电性和导热性，这些极端特性使其拥有巨大发展空间，应用于电子、航天、光学、储能、生物医药、日常生活等大量领域。
二、石墨烯的制备方法石墨烯的制备方法主要有机械法和化学法2种。
机械法包括微机械分离法、取向附生法和加热碳化硅法；化学法包括外延生长法、化学气相沉积法与氧化石墨还原法。
微机械分离法是直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剪裁下来，可获得高品质石墨烯，且成本低，但缺点是石墨烯薄片尺寸不易控制，不适合量产；取向附生法是利用生长基质原子结构“种”出石墨烯，石墨烯性能令人满意，但往往厚度不均匀；加热碳化硅法能可控地制备出单层或多层石墨烯，是一种新颖、对实现石墨烯的实际应用非常重要的制备方法，但制备大面积具有单一厚度的石墨烯比较困难。
石墨烯论文总结范文
摘要：石墨烯作为一种新型二维材料，具有独特的物理化学性质，在众多领域展现出巨大的应用潜力。
本文对石墨烯的制备方法、特性、应用领域进行了综述，旨在为石墨烯材料的研究提供参考。
一、引言石墨烯是一种由单层碳原子构成的二维晶体，具有优异的力学、电学、热学和光学性能。
自2004年石墨烯被发现以来，其研究取得了显著的进展。
本文对石墨烯的制备方法、特性、应用领域进行综述，以期为石墨烯材料的研究提供参考。
二、石墨烯的制备方法1. 机械剥离法：机械剥离法是制备石墨烯的一种简单、高效的方法。
通过将石墨片在金刚石针尖下进行机械剥离，可以得到单层石墨烯。
2. 化学气相沉积法：化学气相沉积法是一种制备高质量石墨烯的方法。
该方法在高温下将碳源气体在金属催化剂上分解，形成石墨烯。
3. 水热法：水热法是一种制备石墨烯的新技术。
通过将石墨烯前驱体在高温高压下进行反应，可以得到高质量的石墨烯。
4. 微机械剥离法：微机械剥离法是一种基于微机械加工技术制备石墨烯的方法。
通过在石墨烯上施加应力，使其发生剥离，从而获得单层石墨烯。
三、石墨烯的特性1. 优异的力学性能：石墨烯具有极高的强度和韧性，是已知材料中最强的二维材料。
2. 良好的电学性能：石墨烯具有优异的电导率，是已知材料中最高的二维材料。
3. 热学性能：石墨烯具有优异的热导率，可以有效传递热量。
4. 光学性能：石墨烯具有优异的光吸收和光催化性能。
四、石墨烯的应用领域1. 电子器件：石墨烯具有优异的电学性能，可以应用于制备高性能电子器件，如场效应晶体管、晶体管等。
2. 能源存储与转换：石墨烯具有良好的电化学性能，可以应用于锂离子电池、超级电容器等能源存储与转换领域。
3. 光学器件：石墨烯具有优异的光学性能，可以应用于制备高性能光学器件，如光子晶体、光学传感器等。
4. 生物医学领域：石墨烯具有良好的生物相容性，可以应用于生物医学领域，如药物载体、生物传感器等。
五、结论石墨烯作为一种新型二维材料，具有独特的物理化学性质，在众多领域展现出巨大的应用潜力。
石墨烯压力传感器原理
石墨烯压力传感器原理
石墨烯压力传感器是一种基于石墨烯材料的压力检测装置，主要利用石墨烯的特殊性能来实现对外界压力的测量。
其工作原理基于石墨烯的电导率受到压力作用的变化。
石墨烯是由一个碳原子单层组成的二维材料，具有极高的电导率和优异的力学特性。
当外界施加压力到石墨烯纳米片上时，石墨烯产生形变，从而导致其导电性能的变化。
这种导电变化可以通过电极接触在石墨烯表面进行测量。
石墨烯材料被制备成细小的片状，并与金属电极相连接。
当石墨烯受到压力时，其形变导致石墨烯内部电子结构的变化，进而改变了整个材料的电导率。
这一变化可以通过电极接触在石墨烯表面进行测量。
当外界施加压力到石墨烯纳米片上时，石墨烯的导电性能会改变，其电阻值随之变化。
通过测量电极与石墨烯之间的电阻变化，就可以得到压力传感器的输出信号。
输出信号的大小与施加在传感器上的压力成正比。
由于石墨烯具有高灵敏度和优异的线性响应特性，石墨烯压力传感器具有高精度和稳定性。
另外，石墨烯材料的强度和可靠性也使得该传感器具有较长的使用寿命和抗损耗性。
总之，石墨烯压力传感器的工作原理是利用石墨烯材料的电导率受到压力作用的变化，通过测量电极与石墨烯之间的电阻变
化来实现对外界压力的检测。
这种传感器具有高灵敏度、高精度和稳定性的特点，因此在许多领域中有广泛的应用前景。
石墨烯传感器工作原理
石墨烯传感器工作原理石墨烯作为一种新材料，具有许多独特的性质和应用潜力。
其中，石墨烯传感器作为一种新型传感器，其工作原理备受关注。
本文将从石墨烯传感器的结构、工作原理以及应用等方面进行介绍。
一、石墨烯传感器的结构石墨烯传感器通常由石墨烯层、基底、电极和控制电路等组成。
其中，石墨烯层是传感器的核心部分。
石墨烯层由一层层的石墨烯单原子薄片组成，这些薄片通过化学气相沉积或机械剥离等方法制备得到。
二、石墨烯传感器的工作原理石墨烯传感器的工作原理基于石墨烯对外界环境的敏感性。
当石墨烯传感器处于某种环境中时，石墨烯层会与该环境中的分子或离子发生相互作用，从而改变其电学特性。
基于这种改变，可以通过测量石墨烯层的电学性能变化来判断环境中的某种物质或参数的变化。
具体而言，石墨烯传感器通常利用石墨烯层的导电性变化来检测目标物质。
当目标物质与石墨烯层相互作用时，会引起石墨烯层电荷的再分布，从而改变石墨烯层的导电性。
这种导电性的变化可以通过测量传感器电极上的电压或电流来实现。
三、石墨烯传感器的应用石墨烯传感器由于其高灵敏度、快速响应和宽工作范围等优点，被广泛运用于各个领域。
以下是石墨烯传感器的几个应用案例：1. 生物传感器：石墨烯传感器可以用于检测生物分子，如蛋白质、DNA等，用于生物医学检测、疾病诊断和药物研发等领域。
2. 环境传感器：石墨烯传感器可以用于监测环境中的有害气体、水质污染和土壤污染等问题，为环境保护提供支持。
3. 气体传感器：石墨烯传感器可以检测空气中的各种气体，如二氧化碳、氨气等，用于室内空气质量监测和气体泄漏检测等方面。
4. 应变传感器：石墨烯传感器可以通过测量材料的电阻变化来检测物体的应变情况，用于材料力学性能测试和结构安全监测等。
5. 温度传感器：石墨烯传感器可以通过测量石墨烯层的电阻随温度的变化来实现温度检测，用于温度控制和温度监测等应用。
总结：石墨烯传感器是一种新型传感器，其工作原理基于石墨烯层对目标物质的敏感性。
石墨烯材料的性能研究
石墨烯材料的性能研究一、引言石墨烯是一种具有独特性质的二维材料，由于其独特的结构和性质，在材料科学、电子学、能源等领域具有广泛的应用前景。
本文将从石墨烯材料的制备、结构、性质及应用等方面综述石墨烯材料的性能研究。
二、石墨烯材料的制备方法石墨烯的制备方法包括：机械剥离法、化学气相沉积法、化学还原法、热解法等。
其中，机械剥离法是最早被报道并且最容易实现的方法。
该方法通过用胶带剥离石墨，可以制备出石墨烯单层，但是这种方法的制备效率和单层石墨烯质量不稳定。
化学气相沉积法是近年来石墨烯制备的一种主要方法。
该方法通过让石墨烯生长在特定的金属或者非金属基质上，可以制备出大面积的石墨烯。
由于其制备过程中可精确控制制备条件和结构，因此化学气相沉积法成为了制备优质石墨烯的主要方法。
三、石墨烯的结构和性质石墨烯是一种由碳原子形成的二维晶体结构，在其晶体结构中每个碳原子都与其四周三个碳原子通过sigma键结合，形成一个六角网格的结构。
石墨烯材料的结构和性质与普通的三维材料有很大不同。
石墨烯具有良好的机械性能、光学性能、电学性能、热学性能等独特的性质。
1.机械性能：由于石墨烯的结构非常紧密，因此具有极高的强度和韧性。
文献报道，石墨烯具有比钢材还要强硬的机械性能。
2.光学性能：石墨烯具有很强的吸收作用，其在可见光和红外光区域的吸收率超过了90%。
3.电学性能：石墨烯是一种半金属材料，具有导电性能。
石墨烯的电导率达到了6.5×10¹⁵ S/m，是铜的140倍。
4.热学性能：石墨烯的热导率很高，是钻石的五倍，并且稳定性也非常高。
四、石墨烯在能源领域的应用由于石墨烯具有独特的性质，因此在能源领域有着广泛的应用。
1.储能器件：石墨烯作为一种优良的电极材料，可以被广泛应用于储能器件中，如锂离子电池、超级电容器等。
2.光伏材料：石墨烯可以被用作高效光伏材料，具有良好的光吸收和光电转换性能，可以用于太阳能电池。
3.热电材料：石墨烯具有优秀的热传输性能和电导性，可以被用于生产热电器件，实现热能转换。
二维材料在传感器中的应用
二维材料在传感器中的应用随着科技的不断进步，各种新技术相继涌现。
其中，二维材料作为一种新型材料，其应用领域也在不断扩展和深化。
在传感器领域，二维材料在提高传感器灵敏度和响应速度等方面具有巨大的潜力，因此备受关注。
一、什么是二维材料二维材料是指只有一个或几个原子层厚度的材料，具有高比表面积、强烈的量子尺寸效应、优异的光、电、磁性能等独特特性。
常见的二维材料有石墨烯、黑磷、过渡族金属二硫化物等。
二、二维材料在传感器中的应用1. 气体传感器气体传感器是指能检测某些气体浓度变化的传感器。
二维材料能够有效提高气体传感器的检测灵敏度和响应速度。
例如，石墨烯在气体传感器中的应用已经取得了一定的成果，可以检测出少至几ppb浓度的气体。
石墨烯与气体分子相互作用的机制是通过表面吸附和化学反应两种形式，从而实现气体传感。
2. 温度传感器温度传感器是指能够检测某一区域的温度变化的传感器。
二维材料作为新型材料，其电阻率和热电性能与传统材料有较大差异，因此可用于温度传感器。
例如，钼二硫化物在室温下具有高灵敏度温度传感器的电学特性，能够有效地检测出低于0.1 K的温度变化。
3. 光学传感器光学传感器是指通过光学原理来检测某些目标的传感器。
二维材料具有优越的光学性质，可应用于光学传感器。
例如，石墨烯显微镜，它可以实现高分辨率成像和光学信号检测。
4. 压力传感器压力传感器是指能够检测某一物体的压力大小的传感器。
二维材料能够有效提高压力传感器的检测灵敏度和响应速度，例如，黑磷在压力传感器中的应用，可以检测出几百Pa压力变化。
黑磷的这种特性与其层状结构中原子间的相互作用及其电性质密切相关。
三、二维材料在传感器中的优势与传统材料相比，二维材料在传感器中的优势主要有以下几个方面：1. 高比表面积：二维材料由于只有一个或几个原子层厚度，因此具有极高的比表面积，能够提高传感器的检测灵敏度。
2. 优异的光、电、磁性能：二维材料具有独特的光、电、磁性能，在传感器中可以实现精确的测量和控制。
流量测试方法综述
流量传感测试方法综述摘要流量是工业控制与生产中的一个重要参数。
随着现代工业的飞速发展，流量测量的准确性要求越来越高，从而越来越多的测量方法和测量仪器涌现出来。
但是测量对象的复杂多样性，使得测量方法也带有了一定的针对性，并且仍有许多流量测量问题难以解决。
本文主要对现有的流量测量方法进行综述，同时对基于石墨烯材料的传感器在不同领域中发挥的作用进行综述，最后设想不同的组装器件将石墨烯材料用于流量传感中。
，关键词：1；流量2；流量计3；石墨烯4；传感器5；网状石墨烯6；丝状石墨烯-聚合物1引言：1.1流量计的意义计量是工业生产的眼睛。
流量计量是计量科学技术的组成部分之一，它与国民经济、国防建设、科学研究有密切的关系。
做好这一工作，对保证产品质量、提高生产效率、促进科学技术的发展都具有重要的作用，特别是在能源危机、工业生产自动化程度愈来愈高的当今时代，流量计在国民经济中的地位与作用更加明显。
在各种流体计量中，水量计量与我们的生活密切相关。
水资源是人类生产生活的最关键资源。
中国是一个干旱缺水严重的国家。
淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6%，居世界第四位，但人均只有2200立方米，仅为世界平均水平的1/4，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。
所以只有准确的计量水流量，才能更加快捷、准确、合理的调配水资源。
水表是测量水流量的仪器，但现在现有水表中，存在许多问题。
例如涡轮流量计的涡轮会因为水垢而变得不灵敏；多数流量计经长时间使用后，灵敏度急剧下降，造成水资源浪费等等。
尤其在北方，水质普遍比较差，水表易生垢。
所以制作以新型材料为基础的流量计成为了解决问题的关键方法。
石墨烯作为一种新兴材料，其优异的物理性质有潜力成为这种传感器的核心部件。
石墨烯在室温下有极高的电子迁移率；超强的力学性能；超大的比表面积等等。
它已经在很多领域展示了其优秀的传感特性，所以我们也有理由相信在流量传感领域还有我们还未探索到的价值。
石墨烯超灵敏应变型传感器的研究
摘要摘要本文以十字交叉型的铜网作为化学气相沉积（CVD）法生长石墨烯的基底，制备得到高灵敏度的石墨烯网，组装了一种结构简单、成本低廉的网状石墨烯（GWFs）应变传感器，能够采集和识别出不同拉伸程度的人体运动信号。
当对应变传感器施加压力，网状石墨烯中产生高密度的裂纹，导致电流通道减少而电阻增大。
由于这种特殊的十字型结构，网状石墨烯拥有着极高的灵敏系数，在应变为2-6%时，可达103；当应变大于7%时，约为106；当应变为0.2%时，约为35。
这种网状石墨烯传感器件可在微弱形变（0.2%）产生明显可检测的电阻变化，亦可监测微弱人体运动，包括呼吸、面部表情变化、眨眼、脉搏等。
同时，这类器件具有良好的可穿戴和生物兼容性。
论文中也制备了一种可穿戴的高精度的基于十字交叉型结构的石墨烯声音收集与识别器件。
这种器件可以作为拉伸应变传感器用于测试人类发声时喉咙部位的肌肉运动，从而记录声音信号。
本文中展示了网状石墨烯传感器明显识别26个英文字母、单词及句子，中文汉字及音调、词组等。
这种石墨烯网识别器也可用于音频识别，包括歌曲、录音及动物鸣叫声。
这种基于网状石墨烯的声音识别传感器有望应用于更为复杂的声音数据的收集与分析处理中。
关键词：石墨烯网；应变传感器；肌肉运动测试；发声识别IIAbstractABSTRACTIn this work, a simple-structured and low-cost graphene woven fabrics (GWFs) strain sensor has been fabricated to readily distinguish various strain levels of human motion signals. When a stress is applied on the strain sensor, high-density cracks appear in the GWFs network and cause the decrease of the current pathway and the increase of the resistance. Such GWFs possesse an extremely high gauge factor, ~103 under 2~6% strains, 106 under higher strains (>7%), and 35 under tiny strain of 0.2% due to this special crisscross configuration. Such sensors can umbiguously detect the signals of any weak muscle motions, including breathing, expression changes, blink, and pulse. On the other hand, this sensor could endure a large deformation of 30% with the completely reversible electrical property. In additon, the device is wearable and has excellent biomedical compatiblility.A wearable and highly sensitive sensor has been also fabricated from thin film of special crisscross graphene woven structures for sound signal acquisition and recognition. This strain sensors placed on human throat are able to record one’s words through the muscle movement no matter the sounds are made or not. The realization of fast and low frequency sampling of speech by extracting the signature characteristics of sound waves has been achieved due to the ultra-high sensitivity of the sensor. The representative signals of 26 English letters, typical Chinese characters and tones, even phrases and sentences, are recognized by obvious characteristic resistance changes. This graphene sensor will be able to deal with complex acoustic systems and large quantities of audio data based on the combination of artificial intelligence with digital signal processing.Key Words: graphene woven fabric; strain sensors; human motion detection; voice recognitionIII目录目录第1章引言 (1)1.1 传感器 (1)1.1.1 传感器的类型 (2)1.1.2 电感式传感器 (2)1.1.3 电容式传感器 (3)1.1.4 压电式传感器 (4)1.1.5 磁电式传感器 (5)1.1.6 应变式传感器 (7)1.2 应变型传感器的医学领域上的应用 (8)1.2.1 应变传感器在身体运动及生理特征的监测 (8)1.3 石墨烯 (11)1.3.1 石墨烯 (11)1.3.2 石墨烯网 (12)1.4 研究内容与目标 (14)1.4.1 研究内容 (14)1.4.2 研究目标 (14)第2章石墨烯网的制备、结构表征及传感器件的制备 (15)2.1 石墨烯制备的常用方法 (15)2.2 石墨烯网的制备及表征 (16)2.2.1 石墨烯网的制备 (16)2.2.2 石墨烯网的表征 (18)2.3 石墨烯网肤感器件组装 (20)2.4 主要实验材料与检测仪器 (20)第3章基于网状石墨烯的超灵敏肌肉运动传感器 (22)3.1 前言 (22)V目录3.2 基于石墨烯网的肌肉运动传感器的基本性能表征 (22)3.3 对手伸展握紧的信号测试 (23)3.4 对面部表情与眨眼的信号测试 (24)3.5 运动前后的呼吸与脉搏的信号测试 (24)3.6 本章小结 (25)第4章基于网状石墨烯的声音收集与识别传感器 (26)4.1 前言 (26)4.2 发声识别测试 (26)4.3 英文字母的识别 (27)4.4 不同个体的发声识别 (27)4.5 英文词组的识别 (29)4.6 中文汉字的识别 (30)4.7 音频录音的识别 (31)4.8 动物音频的识别 (32)4.9 数据库的建立对语音的识别 (33)4.10 本章小结 (33)第5章结论与展望 (35)5.1 结论 (35)5.2 展望 (35)致谢 (37)相关媒体报道 (38)参考文献 (40)攻读学位期间的研究成果 (44)VI第1章引言第1章引言1.1 传感器随着科学技术的迅速发展，人类进入了日新月异的信息社会。
石墨烯综述
石墨烯(Graphene)作为一种平面无机纳米材料，在物理、化学、科技、数码方面的发展都是极具前景的。
它的出现为科学界带来极大的奉献，机械强度高，导热和导电功能极具优势，原材料来源即石墨也相当丰富，是制造聚合复合物的最正确无机纳米技术。
由于石墨烯的运用很广泛，导致在工业界的发展存在很严重的一个问题就是其制作过程规模浩大，所以应该将其合理地分散到相应的聚合物内部，到达均匀分布的效果，同时平衡聚合物之间的作用力。
石墨烯的内部结构是以碳原子以sp2 杂化而成的，是一种单原子结构的平面晶体，其以碳原子为核心的蜂窝状结构。
一个碳原子相应的只与非σ键以外的三个碳原子按照相应的顺序连接，而其他的π则相应的与其他的的碳原子的π电子有机地组成构成离域大π键，在这个离域范围内，电子的移动不受限制，因为此特性使得石墨烯导电性能优异。
另一方面，这样的蜂窝状结构也是其他碳材料的基础构成元素。
如图1-1 所示，单原子层的最外层石墨烯覆盖组成零维的富勒烯，任何形状的石墨烯均可以变化形成壁垒状的管状[1]。
因为在力学规律上，受限于二维晶体的波动性，所以任何状态的石墨烯都不是平整存在的，而是稍有褶皱，不管是沉积在最底层的还是不收区域限制的。
，如图1-2 所示，蒙特卡洛模拟〔KMC〕做出了相应的验证[3]。
上面所提的褶皱范围在横向和纵向上都存在差异，这种微观褶皱的存在会在一定程度上引起静电，所以单层的会很容易聚集起来。
同时，褶皱的程度也会相应的影响其光电性能[3-6]图1-1. 石墨烯:其他石墨结构碳材料的基本构造单元，可包裹形成零维富勒烯，卷曲形成一维碳纳米管，也可堆叠形成三维的石墨[7]。
Figure 1-1. Graphene: the building material for other graphitic carbon materials. It can be wrapped up into 0D buckyballs, rolled into 1D nanotubes or stacked into 3D graphite[7].图1-2. 单层石墨烯的典型构象[1]。
基于石墨烯的新型谐振式磁传感器仿真研究
基于石墨烯的新型谐振式磁传感器仿真研究摘要：谐振式传感器因具备体积小、分辨率高、精度高等优势极具应用前景。
本文提出了一种由石墨烯纳米机械振子、Si/SiO2衬底以及磁致伸缩材料(Fe83Ga17)组成的高频、高可调谐性谐振式磁传感器。
该磁传感器利用了石墨烯谐振器的高谐振频率特性，通过测量石墨烯的频移来检测外部磁场的大小。
我们利用有限元分析方法，对传感器的谐振频率随外部磁场大小（1mT~1.6mT）变化的函数关系作了线性拟合，灵敏度可达105kHz/mT。
同时，通过优化磁传感器的部分结构，如减小薄膜尺寸、衬底以及磁致伸缩材料的厚度，使得单层石墨烯的磁场灵敏度可达834kHz/mT，比传统的谐振式磁传感器高出2~3个数量级。
结果显示，基于磁致伸缩效应的石墨烯谐振式磁传感器具有潜在的应用前景。
关键词：磁传感器；石墨烯；灵敏度；磁致伸缩效应0 引言磁传感器在导航、探测、医学等领域[1-3]有着广泛的应用，其种类也越来越多样化。
基于MEMS技术的谐振式磁传感器[4]具有体积小、重量轻、成本低等优势，是近年来学者们研究的热点。
目前，谐振式磁传感器的主流做法是在晶体硅上加工谐振结构，利用载流线圈和外加磁场相互作用产生的洛伦兹力来驱动谐振结构发生微小形变，并最终通过光学[5]、电学[6]等方式来检测。
但由于驱动谐振结构需要较大的电流以产生洛伦兹力，因此功耗较大且总体结构较为复杂。
近年来，磁致伸缩材料作为一类尺寸可以随外界磁场变化的合金材料逐渐引起了学者们的关注。
由于此类合金材料可直接感知外界磁场的变化而产生周围的应力变化，越来越多的学者开发出了基于磁致伸缩效应的谐振式磁传感器[7,8]。
该系统结构简单，驱动方式较为容易，但谐振结构的谐振频率还有待提升。
石墨烯作为一种新兴的二维超薄纳米材料，以出色的机械和电学性能迅速引起了传感器领域专家学者的广泛关注。
随后，一系列针对石墨烯谐振式传感效应及相关器件的研究工作得到开展。
石墨烯传感器的制备及应用
石墨烯传感器的制备及应用石墨烯是一种具有单原子层厚度的材料，拥有优异的导电性、光学性、力学性能、化学稳定性和生物相容性等特点，且具有较大的比表面积和高度的可调控性，因此被广泛应用于电子学、光学、力学、生物医学等领域。
其中，石墨烯传感器的研究与制备尤为重要。
一、石墨烯传感器的制备制备石墨烯传感器一般采用化学气相沉积法（CVD）或机械剥离法。
而在实际操作中，由于石墨烯的单层结构难以观察和控制，需要强大的透射电子显微镜（TEM）或扫描电子显微镜（SEM）等专业仪器进行观察和分析。
1. CVD法CVD法是一种常用的石墨烯制备方法，其过程主要包括积炭、去氢和退火三个步骤。
首先，在合适的基底上放置催化剂，然后将预先加热的烷烃分子（如甲烷、乙烷等）在高温、高压下分解形成碳原子，并在催化剂表面形成石墨烯单层结构。
最后，进行退火处理，除去残留的氢和催化剂等杂质，使石墨烯薄膜更加纯净。
2. 机械剥离法机械剥离法是利用胶带或其他粘性纸张等将石墨烯从石墨晶体表面剥离的方法。
通常采用石墨烯晶体作为起始材料，利用机械力大量生产石墨烯片。
二、石墨烯传感器的应用1. 气体传感石墨烯薄膜可以用于气体传感器的制备，如氨气、NO2气体等的检测。
因为石墨烯的微纳孔隙结构，可以吸附周围的气体分子并改变其电阻率，从而实现气体的检测。
2. 光学传感石墨烯薄膜在光学储存和光学传感方面也有广泛的应用。
石墨烯表面的光阴极功函数很低，表现出非常高的光电流增益。
此外，石墨烯的光学响应可以通过改变化学修饰、掺杂等方法进行调节和控制。
3. 生物传感在生物医学领域，石墨烯传感器可以用于分子检测、蛋白质检测和健康监测等。
其超高灵敏度、高分辨率、快速响应和低成本等优点，为早期疾病诊断和基因检测提供了一种新的手段。
总之，随着科学技术的不断进步和应用的扩大，石墨烯传感器的制备和应用将会愈来愈广泛。
将有助于推动现代科技的创新和发展。
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石墨烯传感器I 介绍石墨烯是一种二维结构的纳米材料，每个碳原子以sp2杂化的方式形成六边形结构。
这是一种稳定的材料，有良好的机械拉伸性与电子属性。
基于石墨烯的纳米结构在传感器领域有极大地前景。
这是由于每个原子与感应环境相接触，且石墨烯的电学属性可以通过这种接触而改变。
石墨烯有着独特的物理属性，从而使得在很多传感领域有应用。
如光传感器，电磁传感器，应力与质量传感器以及化学与电化学传感器。
最初，高质量单晶石墨烯是通过机械剥离技术获取。
该技术仍旧在实验室精度的实验中提供最好质量的单晶石墨烯。
通过这种方法，在独立形式下样品的迁移率可达100000cm2V−1s−1，尽管在SiO2表面捕获的迁移率在5000−15000cm2V−1s−1。
II石墨烯制备方法A机械剥离法机械剥离法即为用物理的方法破坏石墨层与层之间的结构，从而得到石墨稀。
物理意义上的石墨晶体，其实是由大量的石墨层通过范德瓦尔斯力连接在一起，层与层之间的作用力巨大。
从外界施加物理作用力破坏石墨层之间的作用力。
这种方法首先高粘性胶从大块石墨样品上剥离出薄层，然后进一步剥离以减小薄层的厚度，直到可以被SiO2表面俘获。
如今使用这种方法可以获得毫米级别厚度的薄层。
图1是300nm SiO2表面获取的单层石墨烯薄层。
图1. 在300nm SiO2表面机械剥离出的单层石墨烯层通过拉曼光谱中单层石墨烯的特征峰可以快速判定获得的薄层中所石墨烯的层数。
图2.是单层石墨烯、双层石墨烯以及数层石墨烯薄层的拉曼特征谱线。
由图可以看出单层石墨烯的2D峰很尖锐，辐值较大，而G峰较低。
通过2D峰和G峰的强度比可以判断出层数。
还可以通过每个石墨烯层的量子化光吸收。
图2. SiO2基板上单层、双层与数层石墨烯的拉曼光谱图B 化学剥离法化学剥离法最简单的方式就是使用合适的溶剂例如N-甲基-吡咯烷酮。
在液体中使用声波降解法使得溶剂进入石墨层中，从而生成单层，多层的石墨烯，所得的单层石墨烯比例约为1wt%~12wt%。
还有有一些其他的剥离石墨的尝试，使用了不同的溶剂，取得了一些成功。
如层控制剥离法。
使用互卤化物嵌入物，随后溶解于表面活化剂中，可以生产出优秀的双层、三层石墨烯，有独特的属性。
然后可以使用密度梯度李新发获取单层石墨烯，单层的比例可达80%。
还可以使用GO的亲水性进行层剥离，产生悬浊液，然后使用水合肼减少石墨烯上的GO。
此步骤后得到的石墨烯不够纯净。
目前研究的方向在于如何控制石墨烯层数与减少其上的缺陷。
C化学气相沉积法（CVD）CVD方法可以以廉价、便捷的方式生产高质量的单层与数层石墨烯。
现如今已经在CVD方法上有许多成功的例子，这些方法使用转移金属基板，如Ni，Ru，Ir和Cu。
尤其是在铜表面的生长得到的石墨烯具有良好的器件特性，如低温下载流子迁移率可达7350cm2V−1s−1，光的透射率>90%。
由于铜的价格昂贵，因此目前的CVD方法有许多已转向廉价的金属，如多晶的镍。
同时，在铜基板上的研究转向研究大面积生长与传导的最适宜条件。
在镍箔上生长出的石墨烯的迁移率可达3650cm2V−1s−1，且具有半整数量子霍尔效应。
如今在镍基板上生长面临的问题是如何控制数十微米的邻近区域内层的规整性。
D 碳化物分解该方法是利用碳化物如SiC表层的热分解在Si基板上来生产石墨烯。
首先对6H−α−SiC在850℃下清洗20min，同时使用Si焊剂防止Si基板在高温下分解。
然后在超高真空与高退火温度下，SiC表面会经历多次重组，直到达到石墨化温度（Si表面为1350℃，C表面为1150℃）时表面会形成石墨烯层。
此时，前两层会被C钝化，随后的层才会显示出石墨烯的属性，并从基板上脱落下来。
图3.是6H−α−SiC（001）上生长的石墨烯的原子力显微镜图像，获得的石墨烯平均厚度为1.2层。
图3. 6H−α−SiC（001）表面石墨烯的图像（退火环境为Ar，压强=900mbar，温度=1650℃）E 合成路线如果视石墨烯为多环芳香烃，那么最大合成包括222个碳原子或37个苯环单元，以3nm直径形成的正六边形结构，以聚亚苯基为前驱物，它通过氧化环烷烃使之平面化。
这些结构表现出良好的自组装趋势，并可以作为潜在的合成更大石墨烯的前驱物。
8-12nm长，2-3nm宽的石墨烯纳米带，也可以通过分子前驱物的表面协助耦合形成的线性聚亚苯基与随后的环氢化作用来合成。
F 碳纳米管（CNT）分解碳纳米管被认为是卷起的石墨烯阵列，如今的石墨烯纳米带（GNR）可以通过解开CNT获取。
将CNT悬浮于浓硫酸中并使用500wt%的高锰酸钾在22℃下处理1h，随后在55-70℃下再处理1h。
第二种方式是对部分嵌入高聚物薄膜中的CNT进行离子刻蚀，从而将CNT转化为GNR。
III石墨烯的相关属性最早在1946年就提出了石墨烯的电子结构。
石墨烯的导带呈锥形分布，在布里渊区呈对称分布，具有高度对称的K和K’对称点，如图4.。
在这些点附近，能量随动量线性变化，遵循线性色散关系。
此时的电子呈现准相对论粒子行为，且可以使用狄拉克方程描述。
石墨烯中电子速度约为106m/s，是光速的1/300。
在双层石墨烯中，两层之间的AB型堆积形成了碳原子的反对称性，从而出现两个亚晶格。
如果这种反对称性被破坏，那么价带与导带之间会在狄拉克点附近形成能隙（如图5.），这可以通过施加横向电场实现。
可以通过双栅配置对电子带隙与载流子掺杂浓度进行独立调节。
图4. 单层石墨烯能带结构图，在狄拉克点附近有线性色散关系石墨烯的物理性质如表1所示。
IV化学传感器如前所述，石墨烯提供了最好的表面积体积比，在一定程度上，每一个原子石墨烯都是表面原子。
这意味着每一个石墨烯中的原子都是反应物的可行靶。
这种相互作用的强度可以覆盖从弱范德瓦尔斯强共价化学键合之间的整个范围。
所有这些相互作用，在一定程度上会影响原始石墨烯结构和电子系统的性质，然后形成这样的相互作用/连接探测。
当气体分子吸附在石墨烯表面并作为电阻的施主或受主时，基于石墨烯的气体传感器可以充分利用石墨烯电导的变化。
这种灵敏度甚至可以达到探测单个分子的变化的极限情况。
原因如下：石墨烯是一种极低噪声的材料，即使在无载流子条件下。
即使在极少的电子条件下，也可以导致载流子浓度的显著变化。
石墨烯还允许单晶上4探针器件的制备，这确保了常数电阻对灵敏度的影响减到最小。
采用霍尔棒结构确定电荷密度，信号与载流子迁移率，如图6。
分别在吸附与解除吸附稀NO2的过程中，监控在电中性点附近的霍尔电阻，如图7。
导电的原理无非是单个电子的增加与移去，这表明该器件对单个气体分子的增减是灵敏的，因此基于石墨烯的气体传感器可以达到探测单个分子的极限。
图6. 霍尔棒的SEM图。
霍尔棒的精度可达1μm。
石墨烯对不同气体的响应也不同，如NH3和CO掺杂会引入电子，NO2，H2O掺杂会引入空穴，如图8，这可以帮助我们识别不同的气体。
图8. 石墨烯暴露在1ppm不同的气体下时电阻的变化石墨烯传感的其他应用有：使用r-GO沉积于LiTiO3做声波传导器（SAW），应用了它的气体感应属性；SAW对质量与表面电导的响应，取决于石墨烯表面气体的吸附。
将所有相互影响的因素考虑进来，以便于比较对不同的分子响应中，哪种因素占主要作用。
如H2取决于电导，CO取决于质量。
V电化学传感石墨烯可以作为化学传感器的栅电解质，如图9。
这种电解质中会形成双电层，作为顶栅绝缘，厚度1-5nm，这个厚度比用原子层沉积系统作出的电解质（如HfO2）形成的顶栅GFET要薄。
该FET与背栅元件有相似的双极性传导特性。
第一，随pH上升，狄拉克点正向移动，这说明GFET可以检测pH值，通过使用电解质栅的电特性，以电导作为pH的函数。
使用GFET可以检测到99mV/pH的灵敏度。
这是由于理想极化石墨烯/电解质的容性充电导致的正负电荷。
第二，悬浮GFET具有超强的载流子迁移率与状态跨导。
低频噪声功率对于空穴与电子会分别下降12倍与6倍。
除此之外，电化学栅已被证实存在于离子液体中，这可用于基于石墨烯的电化学传感器。
石墨烯对于表面电荷或离子浓度的灵敏度响应可应用于溶液栅控的超快速、超低噪音的生物或化学传感器。
还可以用于电化学免疫传感器，检测下限可达0.01ng/mL，动态工作范围可达0.05-350ng/mL。
图9另一种确定电化学灵敏度的方法是采用循环伏安法。
例如，用液相剥落石墨烯修正的热解光刻胶膜，以此为基，作出的新型维生素C的传感器。
如图10，11为该传感器的循环伏安图。
使用改进石墨烯玻璃碳电极的扑热息痛与芦丁传感器，利用循环方波伏安法。
这种传感器拥有良好的检测乙酰氨基酚的灵敏度，检测下限为3.2*10^-8M。
这种伏安法也乐意用来同时检测两种分析物，只要它们的氧化峰电势的分离度足够高，如苯邻二酚和对苯二酚。
石墨烯的反应活性与电子传导化学性质有关。
如单层石墨烯的基面比双层的活性高出10倍以上。
此外，石墨烯边缘的活性比基面跟高。
这种不同于碳纳米管相似。
且手型不同，活性也不同。
VI光电传感器石墨稀，作为导电性能最佳的纳米材料，兼有巨大的比表面积，特殊的光学性质，在光声、光电传感器上有巨大的应用前景。
单层石墨烯（SLG）可以吸收固定2.3%的光照，可吸收的波长范围在300-2500nm之间，且这种吸收率是层数的线性函数。
SLG的透过率与普适的光导G0有关。
G0=e24ℏ (1)其中，e——电子电量ℏ——简约普朗克常数由此，我们可以得出透射率T为T=1(1+0.5πα)2~1−πα~97.7% (2)其中，α——精细结构常数α=G0πε0c ~1137 (3)石墨烯具有良好的透光率和电导率使得它在光电池与光导传感方面有很大的应用。
石墨烯最早应用于触摸屏，它比In2O3−SnO2在灵活性方面更有优势。
如图12.是基于石墨烯的几种可能的光电探测器。
基于石墨烯的光电探测器需要通过将吸收到的光子能量转化为电流来测量光子通量。
石墨烯可吸收光波频率可以从紫外到太赫兹范围，因此这种探测器拥有比其他基于IV族或III-V族半导体的探测器有更大的探测范围。
同时，石墨烯中的载流子迁移率很高，因此它的响应时间也较短。
另一种基于石墨烯的光传感器，有较高的灵敏度，是利用金属电极与石墨烯表面附近的电场，分离光致载流子，效率约为15%~30%，如图13.为其器件的结构图，这种叉指电极增大了金属与石墨烯的接触范围。
该传感器可达到的最大响应为6.1mA/W，比之前的器件高出15倍。
该传感器的改进方向：由于单层石墨烯的光吸收率太低，与电即附近活性光电流产生面积过小。
可以考虑增加几层石墨烯。
石墨烯的光热电效应：在光能向热能转化时产生热电效应。
由于光激发载流子引起的电流，可以从热效应产生的电流中识别出来。