氧吸附悬浮石墨烯中的反常随机电报信号
介观与纳米尺度物理
2023-09-12 v2 应用物理
摘要
石墨烯因其大比表面积和低噪声而成为传感应用中的一种极具前景的材料。在许多应用中，石墨烯不可避免地会与氧气接触，因为氧气是大气中含量第二高的气体。因此，理解该气体如何影响传感器特性具有重要意义。本工作展示了氧气对悬浮石墨烯低频噪声的影响。我们制备了宽度 (W) 与长度 (L) 均为 200 nm 的悬浮石墨烯纳米带器件。通过交流锁相方法在真空与纯氧气氛下测量了电阻随时间的变化。经过小波去噪与分析的信号处理后，结果表明氧气引起了毫秒量级的随机电报信号 (RTS)，其在高阻态的平均驻留时间为 2.9 毫秒，在低阻态为 2 毫秒。研究还显示该 RTS 仅在某些时段出现，这表明吸附后分子需要一定时间才能找到能量最有利的吸附态。此外，观察到 RTS 时间常数变慢，这意味着随着时间推移因氧吸附而可用的活性位点减少。因此，为保证基于石墨烯的传感器在其使用寿命中暴露于氧气时具有高灵敏度与高耐久性，考虑这些效应非常重要。
引用
@article{arxiv.2303.01649,
title = {Anomalous Random Telegraphy Signal in Suspended Graphene with Oxygen Adsorption},
author = {Alexandro de Moraes Nogueira and Afsal Kareekunnan and Masashi Akabori and Hiroshi Mizuta and Manoharan Muruganathan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.01649},
year = {2023}
}