研究目的
研究氮化硅上氟代石墨烯传感膜在光寻址电位传感器中的应用，重点关注pH传感性能和二维化学成像。
研究成果
氟代石墨烯成功制备，并被证实是一种性能优良的pH传感膜，具有高灵敏度（56.8 mV/pH）、良好线性度（99.4%）、可接受漂移率（2.6 mV/h）和低迟滞（2.9 mV）。其特性中的负偏移归因于碳-氟键导致功函数增加。二维化学成像清晰区分了氟代石墨烯与Si3N4区域。该材料在生物传感器应用方面展现出前景，建议优化氟化工艺并探索表面固定化技术以适配生物医学靶标。
研究不足
石墨烯的手动转移过程可能导致薄膜不连续和缺陷，从而影响可靠性。氟化作用未完全饱和（接触角小于90°表明），且等离子体处理导致表面粗糙度增加。虽然漂移系数和迟滞效应尚可接受，但高于某些其他材料，在实际应用中仍有改进空间。该研究仅限于pH值检测，生物医学应用还需进一步研究。
1：实验设计与方法选择：
研究采用LPCVD法在Si3N4 LAPS上制备氟化石墨烯传感膜，通过石墨烯生长、三层单层转移堆叠及CF4等离子体过滤处理实现氟化。材料分析包括拉曼光谱、XPS、接触角测量、FTIR和AFM以确认氟化效果与表面特性。pH传感性能通过红光激光与交流信号调制的LAPS测量评估，并利用X-Y载物台与LAPS系统进行二维化学成像。
2：样本选择与数据来源：
样本包含转移有三层石墨烯(3G)和氟化三层石墨烯(F3G)的Si3N4 LAPS。使用不同pH值的缓冲溶液（美国默克公司）进行测量。
3：实验设备与材料清单：
设备包括石墨烯生长的LPCVD系统、等离子体处理的PECVD、拉曼光谱仪、XPS、接触角测量仪、FTIR、AFM、场发射扫描电镜、反应离子刻蚀机、热蒸发器、函数发生器、低噪声电流放大器、数据采集卡、LabVIEW程序、X-Y载物台及CCD相机。材料包括p型硅片、Si3N4、SiO2、PMMA、CF4气体、BOE、KOH溶液、铝、PDMS及参比电极。
4：SiOPMMA、CF4气体、BOE、KOH溶液、铝、PDMS及参比电极。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：通过标准工艺（沉积、刻蚀及背面接触形成）制备Si3N4 LAPS。将铜箔上生长的单层石墨烯三次转移至Si3N4 LAPS，进行屏蔽式CF4等离子体处理后键合PDMS液池。使用参比电极和缓冲溶液测量pH传感特性，经调制激光照射并记录光电流。通过X-Y载物台二维扫描生成化学图像。
5：数据分析方法：
采用光谱解卷积与粗糙度计算分析材料特性。根据光电流-偏压曲线计算pH灵敏度，从时变测量获取漂移系数，通过环路测试确定迟滞效应?；诠獾缌魇萆啥枷瘛?/p>
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