具有快速直接电学读出的电阻式石墨烯湿度传感器
介观与纳米尺度物理
2016-02-11 v1
摘要
我们展示了利用放置在 Si 片上 SiO2 层顶部的单层化学气相沉积（CVD）石墨烯的电阻变化进行湿度传感。为了研究传感器对空气中最常见成分的选择性，分别对水蒸气（H2O）、氮气（N2）、氧气（O2）和氩气（Ar）的信号响应进行了表征。为了评估 1% 相对湿度（RH）至 96% RH 范围内的湿度传感效应，在真空腔室和大气压下的湿度腔室中分别对器件进行了表征。所测得的石墨烯湿度传感器的响应和恢复时间在几百毫秒量级。采用密度泛函理论模拟进一步研究了石墨烯器件对水蒸气的灵敏度。结果源于水的静电偶极矩与 SiO2 衬底中杂质带之间的相互作用，进而导致石墨烯层的静电掺杂。所提出的石墨烯传感器提供了快速响应的直接电学读出，并与基于 CMOS 的集成电路顶部的后端工艺（BEOL）集成相兼容。
引用
@article{arxiv.1510.07229,
title = {Resistive Graphene Humidity Sensors with Rapid and Direct Electrical Readout},
author = {Anderson David Smith and Karim Elgammal and Frank Niklaus and Anna Delin and Andreas Fischer and Sam Vaziri and Fredrik Forsberg and Mikael Råsander and Håkan W. Hugosson and Lars Bergqvist and Stephan Schröder and Satender Kataria and Mikael Östling and Max C. Lemme},
journal= {arXiv preprint arXiv:1510.07229},
year = {2016}
}
备注
Nanoscale, 2015