高精度电阻式温度传感器具有稳定性高、响应速度快和制造简单等优点，在日常生活中发挥着重要作用。然而，传统的通道材料（如铂）由于价格昂贵和初始电阻较低，严重限制了其发展。在过去的几十年中，还原石墨烯氧化物（rGO）作为一种非常有前景的传统材料替代品，因其极致的比表面积和多种可选的表面化学性质而受到广泛关注。氧化石墨烯（GO）是一种绝缘体，然而还原后的氧化石墨烯(即还原氧化石墨烯)的片电阻可以降低几个数量级，从而将材料转化为半导体，甚至石墨烯类半金属。制备的rGO温度传感器表现为负温度系数热敏电阻特性，具有较宽的工作温度范围以及高灵敏度等特点。

目前通过还原氧化石墨烯来制备温度传感器的方法有很多，比如热还原、化学还原以及激光还原方法等。2018年Sehrawat等人通过热还原制备的rGO温度传感器在30 ℃ ~ 100 ℃温度范围内，电阻温度系数（ TCR ）可达0.801 %/℃，响应时间为52 s。但是，热还原法不可避免地需要较高的温度，这可能会对实际应用中集成到传感器上的其他电子设备造成损害。Sahoo等人通过使用化学还原的方法制备的超快rGO温度传感器，其响应时间可达0.59 s，恢复时间为7.22 s。然而，在化学还原在还原过程中需要用到剧毒的还原剂，对环境不太友好。与此同时，最近开发出了激光束还原 GO（LIG）技术，用于实现单步图案化 rGO 生产。虽然这种方法比传统方法优越得多，如直接图案化，无需额外的光刻后步骤来制造图案化的 rGO，只需在环境条件下操作，以及生产良率高，但其较低的灵敏度（0.142 %/℃）和微米级的图案间距阻碍了其在更广泛领域的应用。作为一种替代方案，电子束辐照（EBI）诱导的 rGO 有可能将这种技术升级为具有更高的器件密度和更好的灵敏度的温度传感器。

高能电子与物质的相互作用来电离和激励各种物质的分子，从而引发化学反应，因此，使用高度聚焦的电子束可以实现在微米甚至纳米尺寸上还原GO。通常情况下，某些热处理或光学处理无法实现的过程可以通过电子束辐照来实现。作为最有前途的纳米级 rGO 制备方法，电子束辐照具有无毒、无化学成分、高效和高可调性等特点。然而，基于 EBI 的氧化石墨烯还原技术和机理的研究才刚刚起步。

在此，我们对不同电子束剂量和电子束能量下的电子束还原 GO 进行了系统研究。研究发现，在 30 ℃ ~ 80 ℃的温度范围内，TCR 随电子束剂量的增加而单调降低，从 1.34 %/℃ 降至 0.59 %/℃。根据这些结果，基于 rGO 的温度传感器的 TCR 值达到了 1.18 %/℃，响应时间仅为 0.17 s。与其他方法制备的 rGO 温度传感器相比，通过 EBI 技术制备的 rGO 温度传感器的 TCR 变化范围更广，响应时间更短。

来源：传感器专家网