分子桥介导的超低功耗气体传感
应用物理
2019-11-15 v1
摘要
我们报道了通过测量跨纳米间隙形成的气体介导分子结的隧穿特性对捕获气体进行电学检测。该气体传感纳米间隙器件由一对垂直堆叠的金电极组成，电极间由绝缘间隔层（约 1.5 nm 溅射非晶 Si 和约 4.5 nm ALD SiO2）隔开，并在顶电极边缘沿边刻有约 10 nm 的缺口。暴露的金表面用共轭硫醇连接分子的自组装单分子层（SAM）进行功能化。当器件暴露于目标气体（1, 5-二氨基戊烷）时，SAM 层静电捕获目标气体分子，在纳米间隙上形成分子桥。气体捕获将缺口边缘区域的电子隧穿势垒从约 5 eV 降至约 0.9 eV，并在金电极间建立额外的电荷传输通路，导致结电阻显著下降。我们展示了暴露于 80 ppm 二胺目标气体时输出电阻变化大于 100000000 倍，以及小于 15 pW 的超低待机功耗，证实了通过分子桥的电子隧穿用于超低功耗气体传感。
引用
@article{arxiv.1911.05965,
title = {Molecular Bridge Mediated Ultra-Low-Power Gas Sensing},
author = {Aishwaryadev Banerjee and Shakirul H Khan and S. Broadbent and A. Bulbul and K. H Kim and R. Looper and C. H Mastrangelo and H. Kim},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.05965},
year = {2019}
}
备注
14 pages, 13 figures