指導教授：張所鋐臺灣大學：機械工程學研究所莊祐銘Zhuang, You-MingYou-MingZhuang2014-11-292018-06-282014-11-292018-06-282014http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/263229本研究利用化學氣相沉積法(CVD)成長少層石墨烯，轉印在耐熱膠帶上製作三維結構石墨烯氣體感測器以達到高感測靈敏度。此石墨烯氣體感測試片在室溫下可以偵測到二氧化氮ppm等級的氣體濃度。本研究最佳的三維石墨烯感測試片在感測10 ppm濃度的NO2時，其靈敏度可達13.4%，是同樣底面積的限制條件下的二維石墨烯感測試片之1.4倍，此三維試片在感測5 ppm濃度的NO2時，20分鐘後其電阻變化率可達6.3%。此結果也優於近年來的一些奈米碳管氣體感測器與石墨烯氣體感測器之感測靈敏度，而本研究氣體感測器之優點總的而言就是高感測靈敏度、製作簡易，還有低成本花費。We report a highly sensitive NO2 gas sensor 3 dimensional graphene films synthe- sized by a chemical vapor deposition on a polyimide substrate. We demonstrate parts- per-million level detection of NO2 in N2 at room-temperature. The maximum response of our 3D graphene device at 10 ppm NO2 is 13.4% which is about 1.4 times higher than the 2D graphene gas sensor. It also exhibited a resistance change of ~6.3% when it was exposed to 5ppm NO2 gas at room-temperature for 20 min. The results are discussed in light of recent literature on carbon nanotube (CNT) and graphene sensors. The advantages of this sensor are high sensitivity, easy fabrication, and low cost.致謝 i 摘要 ii Abstract iii 目錄 iv 圖目錄 vi 表目錄 ix 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 研究動機 2 第二章 文獻回顧 3 2.1 石墨烯 3 2.1.1 晶體結構與特性 3 2.1.2 石墨烯製備方法 6 2.1.3 判定石墨烯之方法 8 2.2 氣體感測器 10 2.2.1 氣體感測器之簡介 10 2.2.2 石墨烯氣體感測之原理 14 第三章 實驗架構與設備 15 3.1 試片的準備 15 3.1.1 化學氣相法成長石墨烯 16 3.1.2 製作氣體感測試片 18 3.2 試片之設計 20 3.3 拉曼光譜分析 21 3.4 實驗架構 22 3.5 二氧化氮之氣體簡介 24 第四章 實驗結果與討論 25 4.1 二維試片對NO2作氣體感測 25 4.1.1 石墨烯長寬比對氣體感測之影響 26 4.1.2 不同基底材質試片之感測比較 29 4.2 三維試片對NO2作氣體感測 31 4.2.1 以不同形狀之試片作氣體感測 31 4.2.2 以雙面石墨烯之試片作氣體感測 36 4.2.3 試片感測靈敏度重複測試 44 4.2.4 腔體內氣體流向對感測影響測試 48 第五章 結論與未來展望 51 5.1 結論 51 5.2 未來展望 53 參考文獻 542789982 bytesapplication/pdf論文公開時間：2014/08/25論文使用權限：同意有償授權(權利金給回饋學校)石墨烯氣體感測器二氧化氮三維結構化學氣相沉積法thesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/263229/1/ntu-103-R01522636-1.pdf