石(shí)墨烯(Graphene)是由單層碳原子構成蜜蜂窩形式的二維納米結構,具有大的比表(biǎo)麵積和良好的載流子傳導性(xìng)能,預期在高靈(líng)敏、低功耗室溫生物化學傳(chuán)感器方麵將得到廣泛應用(yòng)。然而,由於傳感物(wù)質與石墨烯之間的吸附、電荷轉(zhuǎn)移和脫附等相互作用,器件的有效(xiào)製作方法和性能優化等(děng)方麵還有大量(liàng)工作需要探索。
一氧(yǎng)化氮(dàn)(NO)氣體一方麵是有害氣體,另(lìng)一方麵卻是重要的生(shēng)物功(gōng)能(néng)信息傳遞分子。及時監(jiān)測呼出氣體的NO濃度變化(huà),可對哮喘等肺部疾病的發作提前(qián)預警。然而,目前NO呼吸氣(qì)體測試儀器體積偏大、價格昂貴,而且大都集中在大型醫療機構(gòu),無法在更大(dà)範圍內(nèi)推廣使用。
近期,中科院蘇州納米(mǐ)技術與納米仿生(shēng)研究所器件部劉立(lì)偉課題組李偉偉等與中科院物理所科(kē)研人員合作,在製作基於石(shí)墨烯的高靈敏一氧化氮氣體傳(chuán)感(gǎn)器方麵取得進展。研究人員以微納加工圖形化的石墨烯(xī)為電極,利用交流電(diàn)泳技術製作金屬納米顆粒修飾(shì)還原的氧(yǎng)化石墨烯傳(chuán)感通(tōng)道。氣體分子的(de)作用降低了石墨烯與金屬(shǔ)顆粒之(zhī)間Schottky勢壘的厚(hòu)度,實現了1 ppb(10億分之一)至1 ppm(100萬分(fèn)之一(yī))的高靈敏探測(cè)性能,對於低功耗(hào)、室溫(wēn)NO高靈敏(mǐn)呼吸和環境(jìng)探測具有潛在應(yīng)用(yòng)價值。器件製作(zuò)示意圖和性能測試如圖所示。
該項工作成果已經發表在ACS Nano(2011, 5 (9), pp 6955?6961)上。
該項(xiàng)研究得到了國家基金委、科技部(bù)、蘇州市科技發展計(jì)劃的資助,並得到蘇州(zhōu)納米所加工和測試(shì)平台的技術支持。
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