用于超高压传感的弹道石墨烯阵列
介观与纳米尺度物理
2024-06-19 v1 应用物理
摘要
原子级薄的二维材料（如石墨烯）由于其高表面积体积比和优异的力学性质，相较于商用压力传感器表现出极高的压力灵敏度。石墨烯在不同输运机制下较小的压阻限制了其相对于其他二维材料的压力灵敏度。利用膜理论与薄膜粘附模型，我们表明小型化是提升石墨烯压力传感器整体性能的一种手段。我们的发现揭示，弹道石墨烯可被配置为测量超高压（ Pa），其单位面积灵敏度比准弹道石墨烯、扩散石墨烯以及过渡金属硫族化物薄层高出数倍。基于这些发现，我们提出了一种具有极高压力灵敏度和超高压量程的弹道石墨烯传感器阵列，其将在下一代 NEMS 压力传感器中得到应用。通过减小石墨烯膜尺寸并增加阵列中传感器数量，可进一步增强该阵列传感器的性能参数。本文所开发的方法可用于探索其他二维材料的类似应用。
引用
@article{arxiv.2201.07551,
title = {Ballistic graphene array for ultra-high pressure sensing},
author = {Abhinaba Sinha and Pankaj Priyadarshi and Bhaskaran Muralidharan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.07551},
year = {2024}
}