第1章 石墨烯基傳感器的基本概述
1.1傳感器和傳感技術
1.1.1傳感器
1.1.2傳感技術
1.1.3傳感器和傳感技術的意義
1.2石墨烯以及石墨烯在傳感器中的意義
1.2.1石墨烯
1.2.2石墨烯的制備方法
1.2.3石墨烯應用於傳感器領域中的優勢
1.3國內外石墨烯基傳感器的研究和發展概況
1.3.1國內石墨烯基傳感器的發展概況
1.3.2國外石墨烯基傳感器的發展概況
1.4石墨烯基傳感器的分類
1.4.1能量傳遞形式
1.4.2敏感材料類型
1.4.3被檢測參數的類型
1.5石墨烯基傳感器的性能參數
1.5.1靜態特性
1.5.2動態特性
1.6石墨烯基傳感器的發展趨勢
1.6.1敏感材料的發展趨勢
1.6.2傳感器技術的發展趨勢!#&
1.7本章小結
第2章 石墨烯基氣體傳感器
2.1石墨烯件及傳感器的基本概念
2.1.1氣體傳感器的定義
2.1.2氣體傳感器的分類
2.1.3氣體傳感器的特性參數
2.1.4石墨烯基氣體傳感器的發展現狀
2.1.5石墨烯基氣體傳感器的發展趨勢
2.2石墨烯基氣體傳感器的工作原理以及制造工藝
2.2.1電學參量類石墨烯基氣體傳感器
2.2.2質量敏感型氣體傳感器
2.2.3光學參量類石墨烯基氣體傳感器
2.3本章小結
第3章 石墨烯基濕度傳感器
3.1石墨烯件及傳感器的基本概念
3.1.1濕度傳感器的定義
3.1.2濕度傳感的意義
3.1.3 濕度以及濕度傳感器的特性參數
3.1.4濕度傳感器的發展趨勢
3.1.5石墨烯基濕度傳感器及其分類
3.2石墨烯基濕度傳感器的工作原理以及制造工藝
3.2.1薄膜型電阻式濕度傳感器
3.2.2電容型濕度傳感器
3.2.3石英晶體微天平濕度傳感器
3.2.4其他類型的濕度傳感器
3.3本章小結
第4章 石墨烯基離子傳感器
4.1離子傳感器的基本概念
4.1.1離子傳感器的定義
4.1.2離子傳感器的應用領域
4.1.3石墨烯在離子檢測中的應用
4.2石墨烯基離子傳感器的結構和工作原理
4.2.1石墨烯基pH傳感器
4.2.2石墨烯基金屬離子傳感器
4.3本章小結
第5章 石墨烯基光電探測器
5.1光電探測的基本概念
5.1.1光譜
5.1.2光生電導效應
5.1.3光電探測的意義
5.2石墨烯基光電探測器
5.2.1石墨烯基光電探測器的工作原理
5.2.2石墨烯基光電探測器的性能參數
5.2.3石墨烯基光電探測器的分類
5.3石墨烯基光電傳感器的工作原理以及傳感特性
5.3.1石墨烯基太赫茲探測器
5.3.2石墨烯基紅外探測器
5.3.3石墨烯基可見光探測器
5.3.4石墨烯基紫外探測器
5.4本章小結
第6章 石墨烯基力敏傳感器
6.1件和力敏傳感器
6.1.1件的基本概念及分類
6.1.2力敏傳感器的特性參數
6.1.3應變式力敏傳感器
6.1.4壓阻式力敏傳感器
6.1.5電容式力敏傳感器
6.2石墨烯基力敏傳感器以及石墨烯基力敏傳感器的應用
6.2.1石墨烯的力學性能
6.2.2石墨烯應變電阻的模型
6.2.3石墨烯基力敏傳感器的類型
6.2.4石墨烯基應變傳感器的結構及其制造工藝
6.2.5石墨烯基力敏傳感器的應用
6.3本章小結
第7章 石墨烯基溫度傳感器
7.1溫度測量的基本概念
7.1.1溫度的定義
7.1.2 溫標
7.1.3溫度測量的基本原理和基本方法
7.1.4石墨烯件與溫度傳感器
7.1.5石墨烯的熱學性質
7.1.6石墨烯基溫度傳感器的發展趨勢
7.2石墨烯基溫度傳感器的工作原理以及感溫特性
7.2.1石墨烯基熱電阻型溫度傳感器
7.2.2石墨烯基光纖型溫度傳感器
7.2.3石墨烯基熱電偶型溫度傳感器
7.2.4石墨烯基熱輻射測量計
7.3溫度傳感器的應用
7.3.1流量（風速）傳感器
7.3.2柔性可穿戴溫度傳感器
7.4本章小結
第8章 石墨烯基磁傳感器
8.1磁傳感器的基本概念
8.1.1磁傳感器的定義
8.1.2磁傳感器的分類
8.1.3磁傳感器的特性參數
8.1.4石墨烯在磁傳感器中的應用
8.2石墨烯基磁傳感器
8.2.1石墨烯基磁傳感器的傳感原理
8.2.2基於霍爾效應的石墨烯基磁傳感器
8.2.3基於異常磁阻效應的石墨烯基磁傳感器
8.3本章小結
第9章 石墨烯基生物傳感器
9.1生物傳感器的基本概念
9.1.1生物傳感器的構成
9.1.2生物傳感器的功能
9.1.3生物傳感器的技術特點
9.1.4生物傳感器的分類
9.1.5生物傳感器的發展趨勢
9.1.6石墨烯應用在生物傳感器領域中的發展概況
9.2石墨烯基生物傳感器的傳感原理和結構
9.2.1石墨烯基生物量傳感器
9.2.2石墨烯基生理量傳感器
9.2.3石墨烯的生物兼容性
9.3本章小結
參考文獻
索引

傳感技術是研究傳感器的材料、結構、性能和應用的綜合性技術，是涉及物理、數學、材料、化學等多學科的前沿技術。在信息化革命的浪潮中，特別是物聯網技術蓬勃發展的當下，傳感技術作為信息技術中的關鍵組成部分，越來越被產業界、科技界以及國防工業界所重視。傳感技術在信息技術中的地位至關重要，如果不依靠傳感技術對被測物體進行精確可靠的測量，即便信息處理和傳輸技術再高超也沒有任何意義。傳感器往往被比喻成人的感官，例如光傳感器之於視覺、氣體傳感器之於嗅覺、化學傳感器之於味覺、壓力應變傳感器之於觸覺和聲傳感器之於聽覺等。隨著傳感技術的不斷發展，現在的傳感器已經可以用於各種人類無法適應的嚴苛環境，其測量精度、測量範圍等也都遠遠超過人體感官本身。因此，傳感器能夠提供豐富的人體感官無法獲得的信息，可以被認為是人體感官的延伸。作為一項高度學科交叉與融合的技術，傳感技術的發展往往因為材料、物理、化學、生物、信息等各個學科的發展而發生革命性的變化。近十年來，新興材料石墨烯由於其較高的楊氏模量、較大的比表面積（2630m2·g-1）、較高的熱導率以及室溫下較大的電子遷移率等優點，在國內外的傳感器研究領域掀起了一股熱潮，並取得了諸如單分子檢測等一繫列具有顛覆性技術的成果，帶動傳感器制造領域以及相關應用領域的快速發展。在石墨烯基傳感器的研究領域中，我國與國外先進水平差距不大，甚至有些方面還走在國際前列。但是，目前這一領域的發展依然面臨下列幾個問題：（1）用於傳感器研究的石墨烯材料的穩定性和可控性有待進一步提高；（2）傳感機理的研究有待進一步深入；（3）制造工藝的標準化程度有待進一步完善。為了適時地總結近年來石墨烯基傳感器的發展經驗和教訓，給廣大石墨烯基傳感器領域的相關從業人員提供更多有價值的參考信息和可靠依據，我們通過廣泛調研國內外的研究成果，結合自身長期在石墨烯基傳感器領域中教學、科研、產業化的實際經歷，在華東理工大學出版社的支持下，編寫了《石墨烯基傳感器件》這本書。本書共分９章。第１章主要介紹了石墨烯基傳感器件的基本概念、分類、原理、器件的特性，分析了現階段存在的問題，並對未來發展趨勢做了展望。在隨後的章節中繫統性地介紹了各類石墨烯基傳感器，包括化學量傳感器（第２～４章）、物理量傳感器（第５～８章）和生物量傳感器（第９章）。內容主要包括相關傳感器件的制造工藝、特性參數、傳感原理以及具體應用等。本書注重繫統性、邏輯性、可讀性，力求做到深度與廣度的平衡，深入淺出地為讀者介紹國內外行業發展的新動態、新技術、新概念等，注重理論與實踐的結合，體現學術水平和應用價值。東南大學電子科學與工程學院孫立濤教授對本書的編寫進行了全面指導，萬樹博士負責統籌編寫工作，畢恆昌、尹奎波、徐濤、黃海舟、朱志鴻、萬昊、劉荟、吳楠負責各章節資料的收集、整理、校閱、修改等。十分感謝黃慶安教授、任天令教授、朱宏偉教授等在本書編寫過程中給予的支持和幫助。本書的撰稿人員雖然長期處於石墨烯基傳感器科研生產的一線，但是科技發展一日千裡，書中的紕漏和不足之處在所難免。另外，書中有些理論和觀點還有待時間的考驗。不妥之處，懇請專家和讀者批評指正！希望本書能為廣大讀者帶來幫助，為我國石墨烯基傳感器領域的發展盡綿薄之力。孫立濤2019年6月於南京