【正文】 機溶液作用下，大面積石墨烯和二維結構超薄納米材料的化學分子驅動自供電傳感器件的輸出電學性能。測試了暴露面積以及遮蓋不同位置下，大面積二維結構超薄納米材料的化學分子驅動自供電傳感器件的電流以及電壓隨時間變化規(guī)律，獲得了最優(yōu)化的聚合物遮蓋層材料種類以及遮蓋位置和暴露面積等器件關鍵設計。我們選擇了生長質量良好的超薄二維半導體納米片，經過一系列的工藝，制備了化學分子驅動的超薄二維半導體納米材料自供電傳感器件，測試了其基本電學性能。相信隨著納米科技的發(fā)展，自供電傳感器件作為一種優(yōu)秀的納米功能器件，具有非常廣闊的前景。展望本課題對化學分子驅動自供電傳感器件性能進行了初步研究，證實二維超薄材料納米傳感器件在極性分子作用下能夠產生穩(wěn)定持續(xù)的電能，為解決微納電子器件的微電源的維護和替換難題提供了新的思路。此外，通過正負極（源極漏極）倒轉連接等方式，重復測試了大面積二維結構超薄納米材料化學分子驅動自供電傳感器件的電流以及電壓隨時間變化規(guī)律，獲得了預期的形狀相似但方向相反的電流電壓信號，如圖8（d）所示為氧化石墨烯器件正負極（源極漏極）倒轉后滴加二氯甲烷的電流電壓隨時間的變化曲線，結合直接采用二氧化硅介質層作為功能單元制作的器件測試結果，證明了在滴加極性有機液體后產生的電流電壓信號非偶然發(fā)生，而是由于化學有機溶液分子驅動作用下，石墨烯以及二維超薄納米材料等功能層產生的必然規(guī)律性信號?；瘜W分子吸附在二維超薄半導體納米片表面時，器件產生電信號，伴隨載流子的轉移，二維超薄半導體納米片密封端和暴露端的費米能級達到平衡，電信號消失；要使器件持續(xù)工作，必須使化學分子處于不斷吸附脫附的動態(tài)循環(huán)中。基于此，我們首先測試了大面積石 8大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目結題報告墨烯基化學分子驅動自供電傳感器件的基本電學性能：包括石墨烯化學分子驅動自供電傳感器件的漏電流行為，以此評價器件封裝完好性以及相關介質層的絕緣性能等；在此基礎之上，通過測試石墨烯化學分子驅動自供電傳感器件的伏安特性曲線，獲得了石墨烯化學分子驅動自供電傳感器件的工作特性以及電極接觸類型等關鍵器件參數(shù)，如圖7（a）是超薄二維半導體納米材料（石墨烯）的伏安特性曲線；最后，在P型硅/二氧化硅介質層襯底的作用，通過調控背底柵極電壓，測試了石墨烯化學分子驅動自供電傳感器件的轉移特性曲線，測試了器件的半導體類型和柵極電壓的調控作用等器件參數(shù)，圖7（b）是柵壓對石墨烯伏安特性曲線的調控作用。經外引導線，獲得了以大面積石墨烯為功能單元的聚合物半遮蓋式化學分子驅動自供電傳感器件。以化學氣相沉積制備的大面積石墨烯材料和LangmuirBlodget方法制備的大面積氧化石墨烯薄膜為功能單元，制作化學分子驅動的自供電傳感器件。采用化學氣相沉積方法，制備了具有二維超薄結構的氧化鋅以及二硫化鉬半導體納米材料?；瘜W氣相沉積法是制備石墨烯常用的方法，該方法的優(yōu)點在于易實現(xiàn)石墨烯的大面積合成，常以銅、鎳、鉑等金屬為襯底，通過滲碳冷卻、表面催化等工藝制備得到大面積連續(xù)的石墨烯薄膜。近十年來，石墨烯因其獨特的物理化學特性成為材料界最為活躍的研究主題，在能量轉換與存儲、柔性透明顯示、復合材料、傳感器、集成電路等領域表現(xiàn)出十分誘人的應用前景。大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目結題報告圖4 D8ADVANCE型轉靶X射線衍射儀(SEM)掃描電子顯微鏡可以方便的得到所制備材料的形貌特征及結構特征，是材料研究的關鍵。設置程序，測試器件的伏安特性曲線、轉移特性曲線，探究器件的遷移率、載流子濃度等基本的電學性能和半導體材料的電流電壓隨時間的變化曲線。實驗部分 實驗藥品及氣體固體材料：超薄二維納米材料（石墨烯）所用極性有機液體：無水乙醇、異丙醇、丙酮、二氯甲烷、吡啶、二甲基甲酰胺主要測試光照：黑暗、日光燈、紫外燈（365nm） 實驗設備及儀器本實驗所用到的設備儀器： 半導體參數(shù)分析儀是一個模塊化、可定制、高度一體化的參數(shù)分析儀，可同時進行電流電壓(IV)、電容電壓(CV)和超快脈沖 IV 電學測試。當工作端接觸乙醇分子時，工作端工作函數(shù)發(fā)生變化，而密封端工作函數(shù)仍保持不變；由于同一種材料費米能級必須處于同一水平，由于載流子的遷移，器件兩端產生接觸電勢差[25]。石墨烯作為器件功能單元的可行性與優(yōu)大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目結題報告勢：近十年來，石墨烯因其獨特的物理化學特性成為材料界最為活躍的研究主題，在能量轉換與存儲、柔性透明顯示、復合材料、傳感器、集成電路等領域表現(xiàn)出十分誘人的應用前景[2023]。理論和實驗結果表明，石墨烯的功函數(shù)可以通過原子分子摻雜和氣體分子的吸附進行有效調控前期研究工作從實驗上證明了利用半導體功函數(shù)調控實現(xiàn)能量捕獲的可行性，但是，器件要取得實際應用，必須要有高的能量轉換效率，且能實現(xiàn)持續(xù)電能轉換，這就需要對器件性能影響因素及器件工作機制進行深入研究[19]。基于這一點，我們提出利用超薄二維納米材料（石墨烯）作為基本功能單元制備新一代的自供電傳感器件，使器件能感受到環(huán)境中化學分子狀態(tài)的改變而輸出電信號。器件能將人體連續(xù)的吸氣呼氣轉換為電信號，這意味著人呼吸也可以發(fā)電，無疑是令人振奮的。北京大學和大連化物所在石墨烯PN結的調控調制摻雜生長與光電轉換器件研究中進行了前沿性探索[9]。上海交通大學利用非硅微加工技術制備了基于MEMS的壓電發(fā)電機并表征了其俘能效果。微納自供電傳感器件的國內外研發(fā)現(xiàn)狀：[2]。為滿足自供電、自供能驅動等系統(tǒng)的需求，微電源器件應易于和傳感器等進行集成。如何在減小尺寸的同時保持高的能量轉換效率，需要新材料和新工藝。如果微電源器件能夠持續(xù)收集環(huán)境中的能量并轉換為電能，將會永久性解決電池耗盡的問題。該類自供電傳感器件可能應用于生產微型納米傳感器，具有自主創(chuàng)新知識產權。聯(lián)系電話：67783258；電子郵箱：jwcd。于5月7日以前將申請書和匯總表報教務處實驗教學管理科，同時提交電子文檔。申報國家級項目時院（系）或項目組導師承諾在地方財政劃撥經費和學校資助經費的基礎上配套經費的，同等條件下學校將優(yōu)先立項。通過雙向選擇確定指導教師和項目團隊負責人。申請立項的項目要求思路新穎，創(chuàng)新性、實踐性強，立論根據充分，研究目標明確，技術先進，方法合理，訓練效果好，并應進行可行性論證。，同時確認項目組成員素質教育（創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育）學分、考核教師工作量。聯(lián)系人：章劉成 陳寅平，聯(lián)系電話：84865461。學院組織專家對國家級、省級、校級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目進行材料審核和驗收答辯，考核學生是否完成預期的任務并達到預期研究目標，考核結果分為不合格、合格、良好和優(yōu)秀，優(yōu)秀項目數(shù)不超過20%。結題資料按封面、項目立項審批書、項目結題報告、項目成果復印件、項目合同書等順序裝訂成冊?！洞髮W生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目結題報告》（見附件2），其他結題所需資料，按項目立項合同書的成果形式提供。確系無法完成的項目，項目負責人必須提交一份說明，并視情況全部退回或部分退回前期支付的經費。驗收專家組由45人組成，要求專家組成員中至少有1名成員外聘（從相近學科專業(yè)的學院聘請）。創(chuàng)業(yè)實踐項目負責人畢業(yè)后可根據情況更換負責人，或是在能繼續(xù)履行項目負責人職責的情況下，以大學生自主創(chuàng)業(yè)者的身份繼續(xù)擔任項目負責人。學校按照平均每個項目不低于1:1的比例進行經費配套。創(chuàng)業(yè)實踐項目除本校指導教師外必須聘請校外指導教師。申請人不得在創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)項目之間交叉申報。，在學校導師和企業(yè)導師共同指導下，采用前期創(chuàng)新訓練項目（或創(chuàng)新性實驗）的成果，提出一項具有市場前景的創(chuàng)新性產品或者服務，以此為基礎開展創(chuàng)業(yè)實踐活動。，對重復申報的，只支持其中一類項目4．聯(lián)系人：黃順容，聯(lián)系電話:83789605，Email:190577744。各學院按自愿申報原則，組織本院學生為負責人項目的申報初評工作，并按照項目類別（創(chuàng)新訓練項目、創(chuàng)業(yè)訓練項目、創(chuàng)業(yè)實踐項目）排序，分管領導簽字并加蓋學院公章。（五）項目周期申請資助的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃項目實施年限一般不超過2年。學校按照平均每個項目不低于1：1的比例進行經費配套。創(chuàng)業(yè)實踐項目除本校指導教師外必須聘請校外指導教師。申請人不得在創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)項目之間交叉申報。，在學校導師和企業(yè)導師共同指導下，采用前期創(chuàng)新訓練項目（或創(chuàng)新性實驗）的成果，提出一項具有市場前景的創(chuàng)新性產品或者服務，以此為基礎開展創(chuàng)業(yè)實踐活動。2012年校級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目中期檢查及結題（表格參照附件6執(zhí)行）由學院自行開展，填寫《2012年度校級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目開展情況匯總表》（附件7）于2013年5月30日前上交至教務處實踐教學科。項目中期檢查、結題2012年國