多壁碳纳米管/α-六噻吩双层OTFT气体传感器的制备及特性分析

以多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs)和α-六噻吩(α-sexithiophene,α-6T)双层膜作为有源层,二氧化硅(SiO2)为绝缘层,钛/金(Ti/Au)作为电极,制备了沟道宽长比为640的有机薄膜晶体管(organic thin-film transistors,OTFT)气体传感器。测试了该传感器对痕量二氧化氮(NO2)气体的实时响应特性,并分析了NO2气体对OTFT传感器阈值电压、载流子迁移率等多参数的影响。研究结果表明,基于MWCNTs/α-6T的OTFT器件有较好的电学特性,载流子迁移率为3.0×10-2cm2/V·s;OTFT传感器对NO2气体具有较高的响应率,响应和恢复时间短,能检测(0.2~1)×10-6的痕量NO2气体,且具有良好的重复性;同时可以利用阈值电压和载流子迁移率等多参数来表征响应结果。形貌分析结果表明双层敏感膜的特殊形貌有利于提高器件的气敏性能。