基于脉冲激光沉积石墨烯的高灵敏度NO2传感器
材料科学
2018-03-19 v1
摘要
石墨烯作为单原子层材料完全暴露于环境中，因此在制造高灵敏度气体传感器方面具有巨大潜力。然而，为了实现对不同污染气体的这一潜力，必须对石墨烯进行功能化——即在其表面创建不同类型且对目标气体具有高亲和力的吸附中心。在本工作中，引入了用少量激光烧蚀材料修饰石墨烯的方法，以此作为一种通用且精确的工具。该方法通过选择两种截然不同的材料用于脉冲激光沉积（PLD）来演示：一种金属和一种介电氧化物（ZrO2）。结果表明，通过选择PLD靶材和沉积条件，可以显著增强气体响应及其恢复速率。与原始石墨烯相比，PLD修饰石墨烯对空气中NO2气体的响应放大了高达40倍，在40 ppb NO2下达到7-8%，在1 ppm N2下达到20-30%。这些结果是在气体环境（5 x 10-2 mbar氧气或氮气）下进行PLD后获得的，沉积材料的原子面密度约为10 15 cm-2。根据在室温及温和紫外激发下获得的实验数据外推，空气中NO2的极限检测水平低于1 ppb。
引用
@article{arxiv.1803.06209,
title = {Highly sensitive NO2 sensors by pulsed laser deposition on graphene},
author = {Margus Kodu and Artjom Berholts and Tauno Kahro and Tea Avarmaa and Aarne Kasikov and Ahti Niilisk and Harry Alles and Raivo Jaaniso},
journal= {arXiv preprint arXiv:1803.06209},
year = {2018}
}
备注
12 pages, 4 figures