光纤石墨烯FET传感器设计及其用于pH值的检测

谢晓慧 黄发忠 岳伟伟

( 山东师范大学物理与电子科学学院，250358，济南 )

石墨烯作为一种新型的二维功能性材料[1]因其独特的光学、电学特性而受到人们的广泛关注.石墨烯由于其独特的sp2结构，被广泛应用于荧光检测中作为猝灭剂，如检测铅(II)离子的石墨烯荧光纳米传感器[2]，检测幽门螺杆菌的石墨烯DNA荧光传感器[3].由于其零带隙结构和电子的高迁移率，石墨烯还被用于场效应管中，根据其独特的双边特性用于检测不同物质，如用于检测DNA的石墨烯场效应晶体管传感器[4]，用于检测大肠杆菌的石墨烯场效应晶体管传感器[5]等.

pH值是溶液的重要参数之一，化学反应的进行、环境的变化、农作物的生长、人体活动的正常进行等都与pH值的变化密切相关[6]，pH值检测在工业、农业、环境保护、医学等方面均具有重要意义.荧光素及许多荧光素衍生物的荧光强度同样与溶液pH值有关，使其成为一种pH指示剂.因此本文选用荧光素的一种衍生物6-羧基荧光素(6-Carboxy fluorescein, 6-FAM)作为pH指示剂，设计了一种将石墨烯场效应管与光纤传感器相结合的光纤石墨烯场效应管传感器(Optic-fiber graphene field effect transistor sensor, OGFETS).OGFETS可同时利用石墨烯场效应管和光纤传感进行对比检测，检测过程与结果实时连续显示在上位机处，同时上位机部分可控制检测系统的开关与灵敏度，提高了检测的效率，使检测更加方便直观.

1 光纤石墨烯场效应管传感器的设计

1.1实验仪器和实验材料SPEX-1403拉曼光谱仪(美国SPEX公司)；荧光分光光度计(LS55)；Desktop Pro磁控溅射仪(美国丹顿真空设备有限公司)；……