近日，北京理工大学前沿交叉科学研究院范绪阁教授课题组（微纳机电传感器与石墨烯课题组）与中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室主任张文栋教授等研究人员合作，在硅基石墨烯湿度传感器的研究中取得了重要进展。相关研究成果以“Humidity Sensing Properties of Different Atomic Layers of Graphene on the SiO2/Si Substrate”为题发表在国际知名期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》（IF：8.3）上。该论文第一作者为北京理工大学硕士研究生高强，通讯作者为北京理工大学范绪阁教授、中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院王晓晶助理研究员及中北大学张文栋教授。
课题组报道了硅基（SiO2/Si）不同原子层数的石墨烯的湿度传感器（图1），研究了不同原子层数（1-3个原子层）的石墨烯、不同敏感面积的石墨烯对制备的湿度传感器响应度、响应时间/恢复时间的影响。如图2 所示，发现所制备的石墨烯湿度传感器的相对电阻变化随着石墨烯原子层数的增加而降低；基于三个原子层的石墨烯的湿度传感器呈现出最快的响应时间与恢复时间；基于双原子层的石墨烯的湿度传感器呈现出最慢的响应与恢复时间。总体比较，基于双原子层的石墨烯的湿度传感器在响应度与稳定性方面呈现出相对较好的性能，因此，所制备的基于双层石墨烯的湿度传感器被应用于呼吸检测与无接触的手指检测（图3）。这些研究结果有利于深入理解硅基石墨烯湿度传感特性，将促进石墨烯在湿度传感器领域的应用。
图1 硅基不用原子层数的石墨烯湿度传感器的制备流程示意图及SEM图
图2 硅基不同原子层数的石墨烯湿度传感器特性比较
图3 所制备的石墨烯湿度传感器在呼吸检测与手指无接触检测方面的应用验证
