專利名稱：用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生化傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于氮化鎵肖特基生化傳感器的 接觸電極及其制備方法。
背景技術(shù)：
生化傳感器在國防、化工、生物、環(huán)境監(jiān)測等多種領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，其種類 繁多，主要通過化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等原理檢測某種物質(zhì)的濃度。包括光譜分析式、電化 學(xué)式、接觸燃燒式、固體電解質(zhì)式和半導(dǎo)體式等材料和傳感原理不同的器件。其中，半導(dǎo)體 生化傳感器以硅、III/V族或II/VI族元素化合物為材料，具有靈敏度高、響應(yīng)速度快、體積 小、重量輕、便于集成化和智能化的優(yōu)點。氮化鎵肖特基生化傳感器作為半導(dǎo)體生化傳感器的一種，由于其化學(xué)和物理性質(zhì) 穩(wěn)定的特點，越來越受到廣泛的關(guān)注，但是氮化鎵肖特基電極作為該種傳感器傳感特性的 核心部分，目前一般是采用鉬和鈀金屬肖特基電極對被測分子的催化和吸附特性來改變金 屬與半導(dǎo)體材料之間的肖特基勢壘高度，從而達到生化傳感器的傳感功能，但鉬和鈀作為 貴金屬，用作電極材料會使器件的成本較高；另一方面，作為傳感器直接與被測物質(zhì)接觸的 部分，在用于生物體內(nèi)的傳感時，會引發(fā)生物的重金屬中毒。此外，出于生物技術(shù)和環(huán)境監(jiān) 測的需要，對生化傳感器的靈敏度和噪聲也提出了更高的要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用于氮化鎵肖特 基生化傳感器的接觸電極及其制備方法，通過以石墨烯作為氮化鎵肖特基生化傳感器的接 觸電極，實現(xiàn)了石墨烯與氮化鎵基材料的肖特基接觸，可以滿足一種靈敏度高、噪聲小、耐 高溫、成本低和無毒性生化傳感器的需求。為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極，該肖特基接觸電極的材料為石墨烯， 該石墨稀構(gòu)成的肖特基接觸電極含有石墨單原子層數(shù)為1 20層。所述的用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極的制備方法將需要制備肖特 基接觸電極的氮化鎵生化傳感器部件進行有機清洗，即在60 80°C溫度下用純四氯化碳 和純丙酮分別預(yù)清洗氮化鎵生化傳感器部件8 12min，再用純四氯化碳、純丙酮和純乙 醇用超聲清洗機分別對該氮化鎵生化傳感器部件超聲清洗8 12min，接著用去離子水清 洗該氮化鎵生化傳感器部件后用烘干機烘干，然后以二氧化硅作為掩模，將氮化鎵生化傳 感器部件不需要制作電極的區(qū)域覆蓋起來，接著對準備制作肖特基電極的部分表面進行表 面處理，表面處理的方法是將氮化鎵生化傳感器部件在質(zhì)量濃度5% 10%的鹽酸中清洗 40s aiiin后用烘干機烘干，將該準備制作電極的部分放入化學(xué)氣相淀積CVD反應(yīng)室中在 10 15L/min H2流量下加熱到1050 1070°C，處理5 15分鐘，然后自然降溫至600 750°C，以10 15L/min的H2流量為載氣，同步通入1 3L/min CH4源進行石墨烯的生長，直至石墨烯層數(shù)為1 20層，隨后用質(zhì)量濃度為30% -50%緩沖氫氟酸清洗氮化鎵生化傳 感器部件，將二氧化硅掩模去除，就得到了用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極。所述的用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極的制備方法還可以是將需要制 備肖特基接觸電極的氮化鎵生化傳感器部件進行有機清洗，即在60 80°C溫度下用純四 氯化碳和純丙酮分別預(yù)清洗氮化鎵生化傳感器部件8 12min，再用純四氯化碳、純丙酮和 純乙醇用超聲清洗機對該氮化鎵生化傳感器部件分別超聲清洗8 12min，接著用去離子 水清洗該氮化鎵生化傳感器部件后用烘干機烘干，然后以二氧化硅作為掩模，將氮化鎵生 化傳感器部件不需要制作電極的區(qū)域覆蓋起來，接著對準備制作肖特基電極的部分表面進 行表面處理，表面處理的方法是將氮化鎵生化傳感器部件在質(zhì)量濃度5% 10%的鹽酸中 清洗40s ^iin后用烘干機烘干，之后將氧化石墨以1 15mg/ml的比例溶解于純四氫 呋喃中配制而得沉積所用溶液，用超聲波振蕩沉積所用溶液直至清晰無顆粒狀物質(zhì)后，將 溶液旋涂于準備制作肖特基電極的部分表面，同時用烘干機進行烘干，使得石墨烯層數(shù)為 1 20層，反應(yīng)結(jié)束后，用質(zhì)量濃度為30% -50%的緩沖氫氟酸清洗氮化鎵生化傳感器部 件，將二氧化硅掩模去除，就得到了用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極。本發(fā)明的一種用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極及其制備方法，通過以石 墨烯作為氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極，實現(xiàn)了石墨烯與氮化鎵基材料的肖特基接 觸，可以滿足一種靈敏度高、噪聲小、耐高溫、成本低和無毒性的生化傳感器需求。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作更詳細的說明。實施例1:用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極，該肖特基接觸電極的材料為石墨烯， 該石墨稀構(gòu)成的肖特基接觸電極含有石墨單原子層數(shù)為2層。本實施例的用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極的制備方法將需要制備肖 特基接觸電極的氮化鎵生化傳感器部件進行有機清洗，即在60°C溫度下用純四氯化碳和 純丙酮分別預(yù)清洗氮化鎵生化傳感器部件8min，再用純四氯化碳、純丙酮和純乙醇用超聲 清洗機分別對該氮化鎵生化傳感器部件超聲清洗8min，接著用去離子水清洗該氮化鎵生 化傳感器部件后用烘干機烘干，然后以二氧化硅作為掩模，將氮化鎵生化傳感器部件不需 要制作電極的區(qū)域覆蓋起來，接著對準備制作肖特基電極的部分表面進行表面處理，表面 處理的方法是將氮化鎵生化傳感器部件在質(zhì)量濃度5%的鹽酸中清洗40s后用烘干機烘 干，將該準備制作電極的部分放入化學(xué)氣相淀積CVD反應(yīng)室中在lOL/min H2流量下加熱到 10500C，處理5分鐘，然后自然降溫至600°C，以lOL/min的H2流量為載氣，同步通入lL/min CH4源進行石墨烯的生長，直至石墨烯層數(shù)為2層，隨后用質(zhì)量濃度為30%緩沖氫氟酸清洗 氮化鎵生化傳感器部件，將二氧化硅掩模去除，就得到了用于氮化鎵肖特基生化傳感器的 接觸電極。實施例2:用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極，該肖特基接觸電極的材料為石墨烯， 該石墨稀構(gòu)成的肖特基接觸電極含有石墨單原子層數(shù)為12層。本實施例的用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極的制備方法將需要制備肖特基接觸電極的氮化鎵生化傳感器部件進行有機清洗，即在70°C溫度下用純四氯化碳和純 丙酮分別預(yù)清洗氮化鎵生化傳感器部件lOmin，再用純四氯化碳、純丙酮和純乙醇用超聲 清洗機分別對該氮化鎵生化傳感器部件超聲清洗8min，接著用去離子水清洗該氮化鎵生 化傳感器部件后用烘干機烘干，然后以二氧化硅作為掩模，將氮化鎵生化傳感器部件不需 要制作電極的區(qū)域覆蓋起來，接著對準備制作肖特基電極的部分表面進行表面處理，表面 處理的方法是將氮化鎵生化傳感器部件在質(zhì)量濃度7%的鹽酸中清洗Imin后用烘干機烘 干，將該準備制作電極的部分放入化學(xué)氣相淀積CVD反應(yīng)室中在13L/min H2流量下加熱到 1060°c，處理9分鐘，然后自然降溫至700°C，以13L/min的H2流量為載氣，同步通入2L/min CH4源進行石墨烯的生長，直至石墨烯層數(shù)為12層，隨后用質(zhì)量濃度為40%緩沖氫氟酸清 洗氮化鎵生化傳感器部件，將二氧化硅掩模去除，就得到了用于氮化鎵肖特基生化傳感器 的接觸電極。實施例3:用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極，該肖特基接觸電極的材料為石墨烯， 該石墨稀構(gòu)成的肖特基接觸電極含有石墨單原子層數(shù)為19層。本實施例的用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極的制備方法將需要制備肖 特基接觸電極的氮化鎵生化傳感器部件進行有機清洗，即在80°C溫度下用純四氯化碳和純 丙酮分別預(yù)清洗氮化鎵生化傳感器部件12min，再用純四氯化碳、純丙酮和純乙醇用超聲清 洗機分別對該氮化鎵生化傳感器部件超聲清洗12min，接著用去離子水清洗該氮化鎵生化 傳感器部件后用烘干機烘干，然后以二氧化硅作為掩模，將氮化鎵生化傳感器部件不需要 制作電極的區(qū)域覆蓋起來，接著對準備制作肖特基電極的部分表面進行表面處理，表面處 理的方法是將氮化鎵生化傳感器部件在質(zhì)量濃度10%的鹽酸中清洗aiiin后用烘干機烘 干，將該準備制作電極的部分放入化學(xué)氣相淀積CVD反應(yīng)室中在15L/min H2流量下加熱到 1070°C，處理15分鐘，然后自然降溫至750°C，以15L/min的壓流量為載氣，同步通入3L/ min CH4源進行石墨烯的生長，直至石墨烯層數(shù)為19層，隨后用質(zhì)量濃度為50%緩沖氫氟 酸清洗氮化鎵生化傳感器部件，將二氧化硅掩模去除，就得到了用于氮化鎵肖特基生化傳 感器的接觸電極。實施例4 用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極，該肖特基接觸電極的材料為石墨烯， 該石墨稀構(gòu)成的肖特基接觸電極含有石墨單原子層數(shù)為3層。本實施例的用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極的制備方法將需要制備肖 特基接觸電極的氮化鎵生化傳感器部件進行有機清洗，即在60°C溫度下用純四氯化碳和純 丙酮分別預(yù)清洗氮化鎵生化傳感器部件8min，再用純四氯化碳、純丙酮和純乙醇用超聲清 洗機對該氮化鎵生化傳感器部件分別超聲清洗8min，接著用去離子水清洗該氮化鎵生化 傳感器部件后用烘干機烘干，然后以二氧化硅作為掩模，將氮化鎵生化傳感器部件不需要 制作電極的區(qū)域覆蓋起來，接著對準備制作肖特基電極的部分表面進行表面處理，表面處 理的方法是將氮化鎵生化傳感器部件在質(zhì)量濃度5%的鹽酸中清洗40s后用烘干機烘干， 之后將氧化石墨以lmg/ml的比例溶解于純四氫呋喃中配制而得沉積所用溶液，用超聲波 振蕩沉積所用溶液直至清晰無顆粒狀物質(zhì)后，將溶液旋涂于準備制作肖特基電極的部分表 面，同時用烘干機進行烘干，直至石墨烯層數(shù)為3層，反應(yīng)結(jié)束后，用質(zhì)量濃度為30%的緩沖氫氟酸清洗氮化鎵生化傳感器部件，將二氧化硅掩模去除，就得到了用于氮化鎵肖特基 生化傳感器的接觸電極。實施例5 用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極，該肖特基接觸電極的材料為石墨烯， 該石墨稀構(gòu)成的肖特基接觸電極含有石墨單原子層數(shù)為14層。本實施例的用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極的制備方法將需要制備肖 特基接觸電極的氮化鎵生化傳感器部件進行有機清洗，即在70°C溫度下用純四氯化碳和純 丙酮分別預(yù)清洗氮化鎵生化傳感器部件lOmin，再用純四氯化碳、純丙酮和純乙醇用超聲清 洗機對該氮化鎵生化傳感器部件分別超聲清洗lOmin，接著用去離子水清洗該氮化鎵生化 傳感器部件后用烘干機烘干，然后以二氧化硅作為掩模，將氮化鎵生化傳感器部件不需要 制作電極的區(qū)域覆蓋起來，接著對準備制作肖特基電極的部分表面進行表面處理，表面處 理的方法是將氮化鎵生化傳感器部件在質(zhì)量濃度7%的鹽酸中清洗Imin后用烘干機烘干， 之后將氧化石墨以10mg/ml的比例溶解于純四氫呋喃中配制而得沉積所用溶液，用超聲波 振蕩沉積所用溶液直至清晰無顆粒狀物質(zhì)后，將溶液旋涂于準備制作肖特基電極的部分表 面，同時用烘干機進行烘干，使得石墨烯層數(shù)為14層，反應(yīng)結(jié)束后，用質(zhì)量濃度為40%的緩 沖氫氟酸清洗氮化鎵生化傳感器部件，將二氧化硅掩模去除，就得到了用于氮化鎵肖特基 生化傳感器的接觸電極。實施例6 用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極，該肖特基接觸電極的材料為石墨烯， 該石墨稀構(gòu)成的肖特基接觸電極含有石墨單原子層數(shù)為20層。本實施例的用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極的制備方法將需要制備肖 特基接觸電極的氮化鎵生化傳感器部件進行有機清洗，即在80°C溫度下用純四氯化碳和純 丙酮分別預(yù)清洗氮化鎵生化傳感器部件12min，再用純四氯化碳、純丙酮和純乙醇用超聲清 洗機對該氮化鎵生化傳感器部件分別超聲清洗12min，接著用去離子水清洗該氮化鎵生化 傳感器部件后用烘干機烘干，然后以二氧化硅作為掩模，將氮化鎵生化傳感器部件不需要 制作電極的區(qū)域覆蓋起來，接著對準備制作肖特基電極的部分表面進行表面處理，表面處 理的方法是將氮化鎵生化傳感器部件在質(zhì)量濃度10%的鹽酸中清洗aiiin后用烘干機烘 干，之后將氧化石墨以15mg/ml的比例溶解于純四氫呋喃中配制而得沉積所用溶液，用超 聲波振蕩沉積所用溶液直至清晰無顆粒狀物質(zhì)后，將溶液旋涂于準備制作肖特基電極的部 分表面，同時用烘干機進行烘干，使得石墨烯層數(shù)為20層，反應(yīng)結(jié)束后，用質(zhì)量濃度為50% 的緩沖氫氟酸清洗氮化鎵生化傳感器部件，將二氧化硅掩模去除，就得到了用于氮化鎵肖 特基生化傳感器的接觸電極。實施例1、實施例2、實施例3、實施例4、實施例5以及實施例6中的用于氮化鎵肖 特基生化傳感器的接觸電極及其制備方法，利用石墨烯的二維六方晶格結(jié)構(gòu)，晶格缺陷極 少，因此由缺陷散射引起的噪聲很?。淮送?，石墨烯只有1-20個原子層，與被吸附分子的相 對接觸表面積較大，作用也更加明顯，提高了靈敏度。加上采用石墨烯作為電極材料的工藝 也更加容易，對石墨烯電極進行修飾的方法也更加靈活。另外，石墨烯具有很高的熱導(dǎo)率， 在GaN基材料耐高溫特點的基礎(chǔ)之上，進一步優(yōu)化器件的散熱性能，使器件在更高的溫度 下工作。石墨烯作為碳基的材料，不僅原料來源廣泛，比貴金屬的制備成本更低，而且沒有毒性，可以用于生物體內(nèi)的傳感。這樣就實現(xiàn)了石墨烯與氮化鎵基材料的肖特基接觸，可以 滿足一種靈敏度高、噪聲小、耐高溫、成本低和無毒性生化傳感器的需求。
權(quán)利要求
1.用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極，其特征在于該肖特基接觸電極的材料 為石墨烯，該石墨稀構(gòu)成的肖特基接觸電極含有石墨單原子層數(shù)為1 20層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極，其特征在于所 述的石墨稀構(gòu)成的肖特基接觸電極含有石墨單原子層數(shù)為2層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極，其特征在于所 述的石墨稀構(gòu)成的肖特基接觸電極含有石墨單原子層數(shù)為12層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極，其特征在于所 述的石墨稀構(gòu)成的肖特基接觸電極含有石墨單原子層數(shù)為19層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極，其特征在于所 述的石墨稀構(gòu)成的肖特基接觸電極含有石墨單原子層數(shù)為3層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極，其特征在于所 述的石墨稀構(gòu)成的肖特基接觸電極含有石墨單原子層數(shù)為14層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極，其特征在于所 述的石墨稀構(gòu)成的肖特基接觸電極含有石墨單原子層數(shù)為20層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極的制備方法，其 特征在于將需要制備肖特基接觸電極的氮化鎵生化傳感器部件進行有機清洗，即在60 80°C溫度下用純四氯化碳和純丙酮分別預(yù)清洗氮化鎵生化傳感器部件8 12min，再用純 四氯化碳、純丙酮和純乙醇用超聲清洗機分別對該氮化鎵生化傳感器部件超聲清洗8 12min，接著用去離子水清洗該氮化鎵生化傳感器部件后用烘干機烘干，然后以二氧化硅作 為掩模，將氮化鎵生化傳感器部件不需要制作電極的區(qū)域覆蓋起來，接著對準備制作肖特 基電極的部分表面進行表面處理，表面處理的方法是將氮化鎵生化傳感器部件在質(zhì)量濃度 5% 10%的鹽酸中清洗40s aiiin后用烘干機烘干，將該準備制作電極的部分放入化學(xué) 氣相淀積CVD反應(yīng)室中在10 15L/min H2流量下加熱到1050 1070°C，處理5 15分 鐘，然后自然降溫至600 750°C，以10 15L/min的H2流量為載氣，同步通入1 3L/min CH4源進行石墨烯的生長，直至石墨烯層數(shù)為1 20層，隨后用質(zhì)量濃度為30% -50%緩沖 氫氟酸清洗氮化鎵生化傳感器部件，將二氧化硅掩模去除，就得到了用于氮化鎵肖特基生 化傳感器的接觸電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極的制備方法，其 特征在于將需要制備肖特基接觸電極的氮化鎵生化傳感器部件進行有機清洗，即在60 80°C溫度下用純四氯化碳和純丙酮分別預(yù)清洗氮化鎵生化傳感器部件8 12min，再用純 四氯化碳、純丙酮和純乙醇用超聲清洗機對該氮化鎵生化傳感器部件分別超聲清洗8 12min，接著用去離子水清洗該氮化鎵生化傳感器部件后用烘干機烘干，然后以二氧化硅作 為掩模，將氮化鎵生化傳感器部件不需要制作電極的區(qū)域覆蓋起來，接著對準備制作肖特 基電極的部分表面進行表面處理，表面處理的方法是將氮化鎵生化傳感器部件在質(zhì)量濃度 5% 10%的鹽酸中清洗40s aiiin后用烘干機烘干，之后將氧化石墨以1 15mg/ml的 比例溶解于純四氫呋喃中配制而得沉積所用溶液，用超聲波振蕩沉積所用溶液直至清晰無 顆粒狀物質(zhì)后，將溶液旋涂于準備制作肖特基電極的部分表面，同時用烘干機進行烘干，使 得石墨烯層數(shù)為1 20層，反應(yīng)結(jié)束后，用質(zhì)量濃度為30% -50%的緩沖氫氟酸清洗氮化 鎵生化傳感器部件，將二氧化硅掩模去除，就得到了用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極的制備方法，其 特征在于將需要制備肖特基接觸電極的氮化鎵生化傳感器部件進行有機清洗，即在60°C 溫度下用純四氯化碳和純丙酮分別預(yù)清洗氮化鎵生化傳感器部件8min，再用純四氯化碳、 純丙酮和純乙醇用超聲清洗機分別對該氮化鎵生化傳感器部件超聲清洗8min，接著用去 離子水清洗該氮化鎵生化傳感器部件后用烘干機烘干，然后以二氧化硅作為掩模，將氮化 鎵生化傳感器部件不需要制作電極的區(qū)域覆蓋起來，接著對準備制作肖特基電極的部分表 面進行表面處理，表面處理的方法是將氮化鎵生化傳感器部件在質(zhì)量濃度5%的鹽酸中清 洗40s后用烘干機烘干，將該準備制作電極的部分放入化學(xué)氣相淀積CVD反應(yīng)室中在IOL/ min H2流量下加熱到1050°C，處理5分鐘，然后自然降溫至600°C，以lOL/min的H2流量為 載氣，同步通入lL/min CH4源進行石墨烯的生長，直至石墨烯層數(shù)為2層，隨后用質(zhì)量濃度 為30%緩沖氫氟酸清洗氮化鎵生化傳感器部件，將二氧化硅掩模去除，就得到了用于氮化 鎵肖特基生化傳感器的接觸電極。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極的制備方法，其 特征在于將需要制備肖特基接觸電極的氮化鎵生化傳感器部件進行有機清洗，即在70°C 溫度下用純四氯化碳和純丙酮分別預(yù)清洗氮化鎵生化傳感器部件lOmin，再用純四氯化碳、 純丙酮和純乙醇用超聲清洗機分別對該氮化鎵生化傳感器部件超聲清洗8min，接著用去離 子水清洗該氮化鎵生化傳感器部件后用烘干機烘干，然后以二氧化硅作為掩模，將氮化鎵 生化傳感器部件不需要制作電極的區(qū)域覆蓋起來，接著對準備制作肖特基電極的部分表面 進行表面處理，表面處理的方法是將氮化鎵生化傳感器部件在質(zhì)量濃度7%的鹽酸中清洗 Imin后用烘干機烘干，將該準備制作電極的部分放入化學(xué)氣相淀積CVD反應(yīng)室中在13L/ HiinH2流量下加熱到1060°C，處理9分鐘，然后自然降溫至700°C，以13L/min的H2流量為 載氣，同步通入2L/min CH4源進行石墨烯的生長，直至石墨烯層數(shù)為12層，隨后用質(zhì)量濃 度為40%緩沖氫氟酸清洗氮化鎵生化傳感器部件，將二氧化硅掩模去除，就得到了用于氮 化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極的制備方法，其 特征在于將需要制備肖特基接觸電極的氮化鎵生化傳感器部件進行有機清洗，即在80°C 溫度下用純四氯化碳和純丙酮分別預(yù)清洗氮化鎵生化傳感器部件12min，再用純四氯化碳、 純丙酮和純乙醇用超聲清洗機分別對該氮化鎵生化傳感器部件超聲清洗12min，接著用去 離子水清洗該氮化鎵生化傳感器部件后用烘干機烘干，然后以二氧化硅作為掩模，將氮化 鎵生化傳感器部件不需要制作電極的區(qū)域覆蓋起來，接著對準備制作肖特基電極的部分表 面進行表面處理，表面處理的方法是將氮化鎵生化傳感器部件在質(zhì)量濃度10%的鹽酸中清 洗aiiin后用烘干機烘干，將該準備制作電極的部分放入化學(xué)氣相淀積CVD反應(yīng)室中在15L/ min H2流量下加熱到1070°C，處理15分鐘，然后自然降溫至750°C，以15L/min的H2流量 為載氣，同步通入3L/min CH4源進行石墨烯的生長，直至石墨烯層數(shù)為19層，隨后用質(zhì)量 濃度為50%緩沖氫氟酸清洗氮化鎵生化傳感器部件，將二氧化硅掩模去除，就得到了用于 氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極。
13.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極的制備方法，其 特征在于將需要制備肖特基接觸電極的氮化鎵生化傳感器部件進行有機清洗，即在60°C溫度下用純四氯化碳和純丙酮分別預(yù)清洗氮化鎵生化傳感器部件8min，再用純四氯化碳、 純丙酮和純乙醇用超聲清洗機對該氮化鎵生化傳感器部件分別超聲清洗8min，接著用去離 子水清洗該氮化鎵生化傳感器部件后用烘干機烘干，然后以二氧化硅作為掩模，將氮化鎵 生化傳感器部件不需要制作電極的區(qū)域覆蓋起來，接著對準備制作肖特基電極的部分表面 進行表面處理，表面處理的方法是將氮化鎵生化傳感器部件在質(zhì)量濃度5%的鹽酸中清洗 40s后用烘干機烘干，之后將氧化石墨以lmg/ml的比例溶解于純四氫呋喃中配制而得沉積 所用溶液，用超聲波振蕩沉積所用溶液直至清晰無顆粒狀物質(zhì)后，將溶液旋涂于準備制作 肖特基電極的部分表面，同時用烘干機進行烘干，直至石墨烯層數(shù)為3層，反應(yīng)結(jié)束后，用 質(zhì)量濃度為30 %的緩沖氫氟酸清洗氮化鎵生化傳感器部件，將二氧化硅掩模去除，就得到 了用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極。
14.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極的制備方法，其 特征在于將需要制備肖特基接觸電極的氮化鎵生化傳感器部件進行有機清洗，即在70°C 溫度下用純四氯化碳和純丙酮分別預(yù)清洗氮化鎵生化傳感器部件lOmin，再用純四氯化碳、 純丙酮和純乙醇用超聲清洗機對該氮化鎵生化傳感器部件分別超聲清洗lOmin，接著用去 離子水清洗該氮化鎵生化傳感器部件后用烘干機烘干，然后以二氧化硅作為掩模，將氮化 鎵生化傳感器部件不需要制作電極的區(qū)域覆蓋起來，接著對準備制作肖特基電極的部分表 面進行表面處理，表面處理的方法是將氮化鎵生化傳感器部件在質(zhì)量濃度7%的鹽酸中清 洗Imin后用烘干機烘干，之后將氧化石墨以10mg/ml的比例溶解于純四氫呋喃中配制而得 沉積所用溶液，用超聲波振蕩沉積所用溶液直至清晰無顆粒狀物質(zhì)后，將溶液旋涂于準備 制作肖特基電極的部分表面，同時用烘干機進行烘干，使得石墨烯層數(shù)為14層，反應(yīng)結(jié)束 后，用質(zhì)量濃度為40%的緩沖氫氟酸清洗氮化鎵生化傳感器部件，將二氧化硅掩模去除，就 得到了用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極。
15.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極的制備方法，其 特征在于將需要制備肖特基接觸電極的氮化鎵生化傳感器部件進行有機清洗，即在80°C 溫度下用純四氯化碳和純丙酮分別預(yù)清洗氮化鎵生化傳感器部件12min，再用純四氯化碳、 純丙酮和純乙醇用超聲清洗機對該氮化鎵生化傳感器部件分別超聲清洗12min，接著用去 離子水清洗該氮化鎵生化傳感器部件后用烘干機烘干，然后以二氧化硅作為掩模，將氮化 鎵生化傳感器部件不需要制作電極的區(qū)域覆蓋起來，接著對準備制作肖特基電極的部分表 面進行表面處理，表面處理的方法是將氮化鎵生化傳感器部件在質(zhì)量濃度10%的鹽酸中清 洗aiiin后用烘干機烘干，之后將氧化石墨以15mg/ml的比例溶解于純四氫呋喃中配制而得 沉積所用溶液，用超聲波振蕩沉積所用溶液直至清晰無顆粒狀物質(zhì)后，將溶液旋涂于準備 制作肖特基電極的部分表面，同時用烘干機進行烘干，使得石墨烯層數(shù)為20層，反應(yīng)結(jié)束 后，用質(zhì)量濃度為50%的緩沖氫氟酸清洗氮化鎵生化傳感器部件，將二氧化硅掩模去除，就 得到了用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極。
全文摘要
一種用于氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極及其制備方法，以石墨烯作為氮化鎵肖特基生化傳感器的接觸電極，實現(xiàn)了石墨烯與氮化鎵基材料的肖特基接觸，利用石墨烯的一些優(yōu)良特性，可以滿足一種靈敏度高、噪聲小、耐高溫、成本低和無毒性生化傳感器的需求。
文檔編號H01B1/04GK102135520SQ20101050329
公開日2011年7月27日 申請日期2010年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月11日
發(fā)明者汪萊, 羅毅, 郝智彪, 郭智博 申請人:清華大學(xué)