石墨烯材料具有很高的Seebeck系数和很低的电阻率，但由于其热导率也很高，所以一般认为用石墨烯材料制作的热电堆红外传感器难以达到较高的灵敏度。但是，本项目基于石墨烯超薄的原子层量级厚度，及其独特的热电学特性，提出将石墨烯与低热导率材料相结合构成复合热敏感膜，在保持石墨烯Seebeck系数和电阻率方面的优势的同时，极大降低复合热敏感结构的热导率，达到大幅度提高石墨烯热电堆器件优值和灵敏度的目的。同时，根据石墨烯Seebeck系数及其符号与外加偏置电压的相关性，本项目提出一种新的信号读出方案，使传统热电堆的直流信号输出变为交流信号输出，进一步降低石墨烯热电堆传感器系统的噪声。开展本项目的研究，不仅能够推动石墨烯在热电领域的研究和应用，发展新型的高精度热电堆器件，使热电堆的应用范围扩展到环境监测、军事、航天等高端领域，还有助于中国在该领域内拥有相关自主知识产权。
