CN107643327A - 一种石墨烯修饰的Au/SnO2结构的氨气传感器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种石墨烯修饰的Au/SnO₂结构的氨气传感器及其制备方法，本发明采用的技术方案为：（1）在SiO₂/Si衬底上，制作基于还原氧化石墨烯修饰的Au/SnO₂类核壳复合结构；（2）然后利用标准的光刻工艺、金属沉积技术实现Au电极的沉积，将上述核壳复合结构制成金属电极；形成气敏器件单元与阵列的制备；（3）最后实现敏感层与金属电极的表面结合，实现氨气传感器的制备。通过本发明方法制备的氨气传感器能够在近室温（40℃）下对氨气实现高灵敏探测，同时具备较好的稳定性，解决了氨气传感器存在可靠性低、灵敏度低、生产成本高、对氨气的响应稳定性差、工作温度高等问题，本发明中制备方法简单、可控，生产成本低，易于实现大规模生产，极具应用前景。

Description

一种石墨烯修饰的Au/SnO2结构的氨气传感器及其制备方法

技术领域

本发明属于传感器技术领域，具体涉及一种石墨烯修饰的Au/SnO₂结构的氨气传感器及其制备方法。

背景技术

氨气是一种在工业应用领域广泛存在的无色、有刺激型恶臭味的有毒气体。如在燃煤型发电厂中为了脱除燃煤烟气中氮氧化物需大量喷氨进行脱销处理，从而产生大量氨气泄露，对环境造成严重的污染，不仅如此，氨气还能够对于人类身体造成严重伤害，因此精确检测空气中氨气的浓度具有十分重要的意义。

自2004年二维石墨烯被发现以来，其优异的物理、化学性能及其衍生物具备半导体特性的优势，有望成为制备常温气敏传感器的优选材料。而其中人们发现还原氧化石墨烯(RGO)与传统的金属氧化物复合可以有效的改善传感器的气敏特性。目前，传统的金属氧化物制作的传感器市场占有率最大，且稳定性较高，成本较低，但同时工作温度较高(>200℃)，极大的增加其附属检测单元的抗高温设计复杂程度，并存在能耗较高的缺点，同时增加其在恶劣环境中应用的风险。因此急需开发近室温工作的氨气传感器制备技术，将大大扩展目前传统应用领域。

现有技术公开了多种氨气传感器的制备方法，如2014年，Md.Shahabuddin等人(Md.Shahabuddin，Anjali Sharma，Jitendra Kumar,Monika Tomar，Ahmad Umar，VinayGupta，Metal clusters activated SnO₂thin film for low level detection ofNH₃gas，Sensors and Actuators B:194(2014)410-418)报道可利用金属纳米团簇改善二氧化锡低浓度检测氨气，但其工作温度高达230℃。2016年Su等人(Pi-Guey Su,Ling-YuYang，NH₃gas sensor based on Pd/SnO₂/RGO ternary composite operated at roomtemperature，Sensors and Actuators B,223(2016)202-208)报道了基于Pd/SnO₂/RGO三元复合材料的氨气传感器，该传感器在5ppm下呈现7.6％的响应值，仍存在响应值较低。虽然该制备方法简单，但同时存在其稳定性较差的缺点。

CN104297301B公开了一种基于聚苯胺/石墨烯纳米带/二氧化硅/硅的氨气传感器的制备方法，制备方法是使用抽滤法和转印法将石墨烯纳米带薄膜转移到硅片上，经过低温还原后得到石墨烯纳米带/二氧化硅/硅异质结材料，然后使用化学方法对其表面进行聚苯胺修饰，最分别在该材料的上下表面涂上银胶和铟金属层作为上下电极，从而制备出具有优异氨气敏感性能的基于聚苯胺/石墨烯纳米带/二氧化硅/硅的氨气传感器，但这种氨气传感器的制备铟金属层作为上下电极，制备成本高。

CN102636522A公开了一种用于检测氨气的石墨烯/二氧化锡纳米复合电阻型薄膜气体传感器及其制作方法，它以陶瓷为基体，在陶瓷基体表面光刻和蒸发有多对叉指金电极，其上涂覆石墨烯和二氧化锡纳米复合物气敏薄膜，制得电阻型薄膜气体传感器。但这种制备方法得到的传感器对氨气的响应稳定性差，检测灵敏度仅有16％，灵敏度低，。

CN103926278A公开了一种用于检测氨气的石墨烯基三元复合薄膜气体传感器及其制备方法，它由三元复合薄膜和基片构成，三元复合薄膜由石墨烯、金属或金属氧化物纳米颗粒、导电聚合物复合而成，但这种制备方法中需要额外的清洗基片，静电处理、聚阳离子、聚阴离子等步骤，工艺过程复杂。

综上，现有技术中的氨气传感器存在灵敏度低、对氨气的响应稳定性较差，且工作温度高、生产成本高等问题，尚缺乏有效的解决方案。因此，开发一种工艺步骤简单，可重复、灵敏度高、稳定性较高且其近室温工作的氨气传感器成为急需解决的难题，具有广阔的应用前景及市场价值。

发明内容

针对上述现有技术中存在稳定性低、灵敏度低、对氨气的响应性较差、工作温度高、生产成本高、制备工艺复杂等问题，本发明目的在于提供一种石墨烯修饰的Au/SnO₂类核壳结构的氨气传感器及其制备方法，通过此方法制备的氨气传感器能够在近室温(40℃)下对氨气实现高灵敏探测，快速响应，同时具备很高的稳定性；本发明中制备方法简单、可控、生产成本低，可实现大规模生产，极具应用前景。

为实现上述的发明目的，具体的，本发明采用了如下的技术方案：

在SiO₂/Si衬底上，制作基于RGO修饰的Au/SnO₂类核壳复合结构，利用磁控溅射技术可以实现2-6英寸衬底上溅射Au纳米颗粒，后通过退火工艺可获得尺寸均匀的纳米到微米级别的颗粒，极大的提高比表面积，技术可靠性高，可重复，增加器件的稳定性，后期利用化学刻蚀的方式定向刻蚀多余部分二氧化硅也可增加吸附气体的表面积，有利于提高器件的灵敏度；然后在敏感曾表面蒸镀金属电极；最后实现基于该结构的敏感层与金属电极的接触，完成氨气传感器的制备。

上述方案中，石墨烯修饰的Au/SnO₂类核壳复合结构是检测氨气的主要敏感单元，该复合结构的制备方法具体包括如下步骤：

步骤1)，利用磁控溅射技术在SiO₂(500nm)/Si衬底上沉积金薄膜，然后在氩气或氮气气氛下进行退火，形成整体均匀、尺寸可控的孤立分布的Au颗粒，尺寸可控制在纳米-微米级别。

步骤2)，配置HF:NH₄F化学刻蚀溶液，将步骤1)中样品放入刻蚀溶液中，定向刻蚀裸露的二氧化硅层，然后通过标准清洗工艺清洗，能够大大增加吸附气体的活性位点，提高器件的灵敏度。

步骤3)，利用磁控溅射技术，在步骤2)中分布有Au颗粒的样品上沉积锡金属，形成锡金属对整个样品的覆盖，然后在空气中退火，将锡氧化成二氧化锡，并覆盖在金颗粒上，形成Au/SnO₂类核壳结构，降低晶界势垒。

步骤4)，将氧化石墨烯粉末加入的去离子水中，通过超声形成氧化石墨烯溶液。

步骤5)，利用旋涂工艺，将步骤4)中的氧化石墨烯溶液旋涂到步骤3)中的核壳结构上，并通过控制旋涂转速来控制氧化石墨烯片层的厚度，得到氧化石墨烯修饰的Au/SnO₂类核壳复合结构。

步骤6)，将步骤5)中的核壳复合结构通过两步烘干法烘干、氢碘酸溶液还原等工艺，获得还原氧化石墨烯修饰的Au/SnO₂类核壳结构。

步骤7)，利用标准的光刻工艺、金属沉积技术实现Au电极的沉积，形成气敏器件单元与阵列的制备。

所述步骤1)中，磁控溅射Au金属的技术参数为：溅射功率50W，压强1Pa，氩气流量20SCCM，Au沉积速率0.08nm/s。

所述步骤1)中，沉积金薄膜的厚度为10nm～500nm。

优选的，金薄膜的厚度为50～400nm。

进一步优选的，金薄膜的厚度为200nm。通过控制金薄膜的厚度可有效控制退火后形成的金属纳米颗粒的尺寸大小，获得最优的器件参数。如金薄膜过厚形成连续薄膜，则不利于最初设计的核壳结构的实现，增加器件的稳定性和可靠性。

所述步骤1)中，退火条件为：退火温度：900～1000℃，退火时间：10～30min，退火升温速率：10℃/min。

优选的，退火温度为950℃，退火时间：20min。退火温度和时间的优化将决定金属纳米颗粒的大小尺寸，及结晶程度，对器件结构影响较大。

所述步骤1)中，退火后形成Au颗粒的直径大小在100nm～1μm之间，呈金单晶(111)择优取向。

所述步骤2)中，HF和NH₄F的体积比为1:6～10。

优选的，HF和NH₄F的体积比为1:7～9。

所述步骤2)中，刻蚀温度为30℃。

所述步骤2)中，刻蚀深度在50～300nm之间。

优选的，刻蚀深度为100～200nm。

进一步优选的，刻蚀深度为150nm。获得最后的刻蚀深度，可以有效避免过度刻蚀，造成器件失效。

所述步骤2)中，为易于实现垂直方向的定向刻蚀，刻蚀过程中将样品按一定频率的上下牵拉。

所述步骤3)中，磁控溅射锡金属的技术参数：溅射功率20W，压强1Pa，氩气流量20SCCM，Sn沉积速率0.65nm/s。

所述步骤3)中，沉积时间为10s～3min。

优选的，沉积时间为30s～2min。

进一步优选的，沉积时间为1min。沉积时间将决定二氧化锡存在的形式，若时间过长将不利于核壳结构的制备。

所述步骤3)中，退火条件为：温度300～800℃，时间30～60min，退火升温速率10℃/min。

优选的，退火温度为400～600℃，时间为40min。退火的温度和时间将保证Sn将完全被氧化生成二氧化锡，而且对金颗粒的存在形式不构成损伤。

所述步骤4)中，氧化石墨烯溶液的浓度为1～5mg/mL。

所述步骤5)中，旋涂转速为：低转速500～800rpm/min，高转速2000～4000rpm/min。

优选的，旋涂转速为：低转速600rpm/min，高转速3000rpm/min。通过控制转速控制氧化石墨烯片层的厚度。

所述步骤5)中，氧化石墨烯片层的厚度为1～5层。

优选的，氧化石墨烯片层的厚度为2μm。一定量的石墨烯片层厚度保证器件的导电性能，增加器件的响应速度，并可降低器件的工作温度。

所述步骤5)中，通过控制浸渍的时间来控制还原程度，后续将通过真空烘箱将样品烘干，增加还原氧化石墨烯与基底的结合。通过还原氧化石墨烯可大大增加器件对氨气的响应特性，与其Au/SnO₂核壳结构共同作用，增加器件的灵敏度。

所述步骤6)中，烘干条件为：真空干燥，先在60℃烘1～2h，然后在120℃烘1～3h。

所述步骤7)中，Au电极的厚度大约为300nm。

上述方法制备的还原氧化石墨烯修饰的Au/SnO₂类核壳结构在氨气传感器、气敏传感器阵列中的应用。

本发明中制作的氨气传感器为电阻型半导体式气敏传感器，主要作用原理是通过检测敏感单元吸附气体前后电阻的变化来实时检测，实际温度为器件响应时的检测温度为准。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明利用磁控溅射技术结合化学刻蚀方式，制备出Au/SnO₂类核壳结构，大幅度增加了比表面积，降低了该复合结构的晶界势垒，制作出高灵敏度氨气传感器。

(2)本发明将氧化石墨烯通过简单可控的旋涂法，与Au/SnO₂类核壳结构复合，后续通过氢碘酸溶液将氧化石墨烯还原，提高该复合结构的比表面积、电荷转移的速度，改善基于此结构的灵敏度，实现近室温工作(40℃)，可控性高，极具应用前景。

(3)本发明技术工艺可控，磁控溅射技术成熟，化学腐蚀简单可控，借助合理的器件结构设计，与传统材料相结合，通过构建异质结，获得高灵敏度、低工作温度的敏感器件，制备工艺可重复，具有较大的应用价值。

(4)本发明技术还可扩展形成气敏传感器阵列，工艺操作简单、可控。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明提供的制作近室温工作的氨气传感器的器件制作流程图。

图2为本发明提供的制作近室温工作的氨气传感器的器件结构示意图。

图3为本发明实施例1中还原氧化石墨烯修饰的Au/SnO₂核壳结构的X射线衍射图。

图4为本发明实施例1中还原氧化石墨烯修饰的Au/SnO₂核壳结构的SEM及EDS图。

图5为本发明实施例1中氨气传感器的电阻变化响应图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，氨气传感器存在可靠性低、灵敏度低、对氨气的响应稳定性较差且工作温度高等问题，为了解决上述问题，本发明提供一种石墨烯修饰的Au/SnO₂结构的氨气传感器及其制备方法，下面结合具体的实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1：

步骤1)，在SiO₂(500nm)/Si衬底上，利用磁控溅射技术沉积100nm左右厚度的金薄膜，然后在900℃的温度下退火10min，形成整体均匀、尺寸可控的孤立分布的Au颗粒，退火在在氩气气氛中进行。通过控制金薄膜的厚度可有效控制退火后形成的金属纳米颗粒的尺寸大小，获得最优的器件参数。如金薄膜过厚形成连续薄膜，则不利于最初设计的核壳结构的实现，增加器件的稳定性和可靠性。

步骤2)，配置HF：NH₄F体积比为1：6的刻蚀溶液，将步骤1)中样品放入刻蚀溶液中，刻蚀裸露的二氧化硅层，刻蚀深度为150nm，刻蚀后用标准清洗工艺清洗。退火温度和时间的优化将决定金属纳米颗粒的大小尺寸，及结晶程度，对器件结构影响较大。

步骤3)，利用磁控溅射技术，在步骤2)分布有Au颗粒的样品上沉积锡金属，沉积时间1min，形成锡金属对整个样品的覆盖，然在400℃下退火30min，将锡氧化生成二氧化锡，形成金颗粒上二氧化锡纳米颗粒的覆盖，形成类核壳结构，退火在空气中进行。通过该步骤保证锡被完全氧化生成二氧化锡。

步骤4)，将氧化石墨烯粉末加入一定量的去离子水中，通过超声形成1mg/mL的氧化石墨烯溶液。

步骤5)，利用旋涂工艺，将步骤4)中的氧化石墨烯溶液旋涂到步骤3)中的核壳结构上，通过控制低转速600rpm/min，高转速3000rpm/min，氧化石墨烯片层的厚度为2层，得到氧化石墨烯修饰的Au/SnO₂类核壳复合结构。

步骤6)，采用两步烘干法对步骤5)中的核壳复合结构进行真空干燥，(1)先在60℃烘1h，(2)然后在120℃烘1h，获得还原氧化石墨烯修饰的Au/SnO₂类核壳结构，提高器件对氨气的灵敏度。

步骤7)，利用标准的光刻工艺、金属沉积技术实现Au电极的沉积，形成气敏器件单元与阵列的制备。

本实施例中得到的敏感层结构中主要结构及组成部分，经X射线衍射，扫描电镜图及成分分析图谱，结果如图2，3，4所示。

实施例2

步骤1)，在SiO₂(500nm)/Si衬底上，利用磁控溅射技术沉积50nm左右厚度的金薄膜，然后在950℃的温度下退火30min，形成整体均匀、尺寸可控的孤立分布的Au颗粒，退火在在氩气气氛中进行。

步骤2)，配置HF：NH₄F体积比为1：8的刻蚀溶液，将步骤1)中样品放入刻蚀溶液中，定向刻蚀裸露的二氧化硅层，刻蚀深度为100nm，刻蚀后用标准清洗工艺清洗。

步骤3)，利用磁控溅射技术，在步骤2)分布有Au颗粒的样品上沉积锡金属，沉积时间30s，形成锡金属对整个样品的覆盖，然在800℃下退火40min，将锡氧化生成二氧化锡，形成金颗粒上二氧化锡纳米颗粒的覆盖，形成类核壳结构，退火在空气中进行。

步骤4)，将氧化石墨烯粉末加入一定量的去离子水中，通过超声形成5mg/mL的氧化石墨烯溶液。

步骤5)，利用旋涂工艺，将步骤4)中的氧化石墨烯溶液旋涂到步骤3)中的核壳结构上，通过控制低转速600rpm/min，高转速3000rpm/min，氧化石墨烯片层的厚度为2层，得到氧化石墨烯修饰的Au/SnO₂类核壳复合结构。

步骤6)，采用两步烘干法对步骤5)中的核壳复合结构进行真空干燥，先在60℃烘2h，然后在120℃烘1h，获得还原氧化石墨烯修饰的Au/SnO₂类核壳结构。

步骤7)，利用标准的光刻工艺、金属沉积技术实现Au电极的沉积，形成气敏器件单元与阵列的制备。

实施例3

步骤1)，在SiO₂(500nm)/Si衬底上，利用磁控溅射技术沉积300nm左右厚度的金薄膜，然后在1000℃的温度下退火20min，形成整体均匀、尺寸可控的孤立分布的Au颗粒，退火在在氩气气氛中进行。

步骤2)，配置HF：NH₄F体积比为1：10的刻蚀溶液，将步骤1)中样品放入刻蚀溶液中，刻蚀裸露的二氧化硅层，刻蚀深度为300nm，刻蚀后用标准清洗工艺清洗。

步骤3)，利用磁控溅射技术，在步骤2)分布有Au颗粒的样品上沉积锡金属，沉积时间3min，形成锡金属对整个样品的覆盖，然在500℃下退火60min，将锡氧化生成二氧化锡，形成金颗粒上二氧化锡纳米颗粒的覆盖，形成类核壳结构，退火在空气中进行。

步骤4)，将氧化石墨烯粉末加入一定量的去离子水中，通过超声形成3mg/mL的氧化石墨烯溶液。

步骤5)，利用旋涂工艺，将步骤4)中的氧化石墨烯溶液旋涂到步骤3)中的核壳结构上，通过控制低转速800rpm/min，高转速4000rpm/min，氧化石墨烯片层的厚度为3μm，得到氧化石墨烯修饰的Au/SnO₂类核壳复合结构。

步骤6)，采用两步烘干法对步骤5)中的核壳复合结构进行真空干燥，先在60℃烘2h，然后在120℃烘2h，获得还原氧化石墨烯修饰的Au/SnO₂类核壳结构。

步骤7)，利用标准的光刻工艺、金属沉积技术实现Au电极的沉积，形成气敏器件单元与阵列的制备。

实施例4

步骤1)，在SiO₂(500nm)/Si衬底上，利用磁控溅射技术沉积400nm左右厚度的金薄膜，然后在1000℃的温度下退火15min，形成整体均匀、尺寸可控的孤立分布的Au颗粒，退火在在氩气气氛中进行。

步骤2)，配置HF：NH₄F体积比为1：7的刻蚀溶液，将步骤1)中样品放入刻蚀溶液中，刻蚀裸露的二氧化硅层，刻蚀深度为200nm，刻蚀后用标准清洗工艺清洗。

步骤3)，利用磁控溅射技术，在步骤2)分布有Au颗粒的样品上沉积锡金属，沉积时间2min，形成锡金属对整个样品的覆盖，然在600℃下退火50min，将锡氧化生成二氧化锡，形成金颗粒上二氧化锡纳米颗粒的覆盖，形成类核壳结构，退火在空气中进行。

步骤4)，将氧化石墨烯粉末加入一定量的去离子水中，通过超声形成2mg/mL的氧化石墨烯溶液。

步骤5)，利用旋涂工艺，将步骤4)中的氧化石墨烯溶液旋涂到步骤3)中的核壳结构上，通过控制低转速700rpm/min，高转速3500rpm/min，氧化石墨烯片层的厚度为5nm，到氧化石墨烯修饰的Au/SnO₂类核壳复合结构。

步骤6)，采用两步烘干法对步骤5)中的核壳复合结构进行真空干燥，先在60℃烘1.5h，然后在120℃烘3h，获得还原氧化石墨烯修饰的Au/SnO₂类核壳结构。

步骤7)，利用标准的光刻工艺、金属沉积技术实现Au电极的沉积，形成气敏器件单元与阵列的制备。

对实施例1所制备的传感器利用气敏测试系统对器件进行实时检测，对照图5加以说明。图5为实施例1中样品制备的传感器，在工作温度为40℃，氨气浓度在30ppm-150ppm。上述传感器在30ppm浓度下，对氨气的气敏响应时间和恢复时间分别为31.5s和20s，灵敏度高达180％。相较于同类传感器该器件性能响应速度快，检测准确，且工作温度近室温，可以有效降低能耗，扩展应用领域，另外通过对比其它挥发类的气体响应发现，这种敏感材料的结构设计具有对氨气很好的选择性。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种石墨烯修饰的Au/SnO₂结构的氨气传感器，其特征在于：包括还原氧化石墨烯修饰的Au/SnO₂类核壳结构，该核壳结构制备采用磁控溅射技术结合化学刻蚀方式制备，具体包括如下步骤：

步骤1)，利用磁控溅射技术在SiO₂/Si衬底上沉积金薄膜，然后在氩气或氮气气氛下进行退火，形成整体均匀、尺寸可控的孤立分布的Au颗粒。

步骤2)，配置HF:NH₄F的化学刻蚀溶液，将步骤1)中样品放入刻蚀溶液中，刻蚀裸露的二氧化硅层，然后通过标准清洗工艺清洗。

步骤3)，利用磁控溅射技术，在步骤2)中分布有Au颗粒的样品上沉积锡金属，形成锡金属对整个样品的覆盖，然后在空气中退火，将锡氧化成二氧化锡，并覆盖在金颗粒上，形成Au/SnO₂类核壳结构。

步骤4)，将氧化石墨烯粉末加入的去离子水中，通过超声形成氧化石墨烯溶液。

步骤5)，利用旋涂工艺，将步骤4)中的氧化石墨烯溶液旋涂到步骤3)中的核壳结构上，并通过控制旋涂转速来控制氧化石墨烯片层的厚度，得到氧化石墨烯修饰的Au/SnO₂类核壳复合结构。

步骤6)，将步骤5)中的核壳复合结构通过两步烘干法进行烘干、氢碘酸溶液还原等工艺，获得还原氧化石墨烯修饰的Au/SnO₂类核壳结构。

步骤7)，利用标准的光刻工艺、金属沉积技术实现Au电极的沉积，形成气敏器件单元与阵列的制备。

所述步骤1)中磁控溅射Au金属的技术参数为：溅射功率50W，压强1Pa，氩气流量20SCCM，Au沉积速率0.08nm/s；退火温度为900～1000℃，退火时间为10～30min，退火升温速率为10℃/min，退火后形成Au颗粒的直径大小在100nm～1μm之间，呈金单晶(111)择优取向。

所述步骤3)中磁控溅射锡金属的技术参数：溅射功率20W，压强1Pa，氩气流量20SCCM，Sn沉积速率0.65nm/s；退火温度300～800℃，时间30～60min，退火升温速率10℃/min。

所述步骤5)中旋涂转速为：低转速500～800rpm/min，高转速2000～4000rpm/min。

2.根据权利要求1所述的氨气传感器，其特征在于，所述步骤1)中，SiO₂/Si衬底的厚度为500nm，沉积金薄膜的厚度为50～400nm；优选的，沉积金薄膜的厚度为300nm。

3.根据权利要求1所述的氨气传感器，其特征在于，所述步骤2)中，HF和NH₄F的体积比为1:6～10，刻蚀温度为30℃，刻蚀深度在50～300nm之间。

4.根据权利要求1所述的氨气传感器，其特征在于，所述步骤2)中，为易于实现垂直方向的定向刻蚀，刻蚀过程中将样品按一定频率上下牵拉。

5.根据权利要求1所述的氨气传感器，其特征在于，所述步骤3)中，沉积时间为10s～3min；优选的，沉积时间为2min。

6.根据权利要求1所述的氨气传感器，其特征在于，所述步骤4)中，氧化石墨烯溶液的浓度为1～5mg/mL；优选的，氧化石墨烯溶液的浓度为3mg/mL。

7.根据权利要求1所述的氨气传感器，其特征在于，所述步骤5)中，氧化石墨烯片层的厚度为1～5μm；优选的，氧化石墨烯片层的厚度为3μm。

8.根据权利要求1所述的氨气传感器，其特征在于，所述步骤6)中，两步烘干条件为：真空干燥，(1)先在60℃烘干1～2h，(2)然后在120℃烘干1～3h；优选的，步骤(1)中烘干时间为1.5h，步骤(1)中烘干时间为2h。

9.根据权利要求1所述的氨气传感器，其特征在于，所述步骤7)中，Au电极的厚度大约为300nm。

10.根据权利要求1所述的方法制备的还原氧化石墨烯修饰的Au/SnO₂类核壳结构在氨气传感器、气敏传感器阵列中的应用。