En nanosensor til at identificere dampe baseret på en grafen-silicium heterojunction Schottky-diode

Blandt andre kulstofbaserede nanomaterialer, grafen repræsenterer et stort løfte for gasføler. I 2009 blev detektering af individuelle gasmolekyler af NO [sub] 2 [/sub] adsorberet på grafenoverflade rapporteret for første gang. Denne indledende observation er blevet undersøgt med succes i de seneste år. Det Nanobioelektronik og biosensorer Group på Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), ledet af ICREA Research Professor Arben Merkoçi, udgivet i Lille et værk, der viser, hvordan man bruger en Graphene/Silicon Heterojunction Schottky Diode som en følsom, selektivt og enkelt værktøj til registrering af dampe. Arbejdet blev udviklet i samarbejde med forskere fra Amirkabir University of Technology (Teheran, Iran).

Graphene/Silicon heterojunction Schottky -dioden fremstilles ved hjælp af en siliciumskive, hvorpå Cr og Au blev afsat for at danne forbindelsen mellem grafen og silicium (se den vedhæftede figur). De adsorberede dampmolekyler ændrer den lokale bærerkoncentration i grafen, som giver efter for ændringerne i impedansresponsen. Dampene fra de forskellige undersøgte kemiske forbindelser ændrer impedansresponsen fra Graphene/Silicon heterojunction Schottky -diode. Den relative impedansændring kontra frekvensafhængighed viser en selektiv reaktion ved gasføling, hvilket gør denne karakteristiske frekvens til en karakteristisk parameter for en given damp.

Enheden er godt reproducerbar for forskellige koncentrationer af phenoldamp ved hjælp af tre forskellige enheder. Denne grafenbaserede enhed og den udviklede detektionsmetode kan udvides til flere andre gasser og applikationer med interesse for miljøovervågning såvel som andre industrier.