Czasopismo | WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE | Rocznik 2016 - zeszyt 10

Zastosowanie grafenu w czujnikach elektronicznych

10.15199/74.2016.10.5

nr katalogowy: 101372
10.15199/74.2016.10.5

Grafen to dwuwymiarowa struktura złożona z atomów węgla, tworzących cienką warstwę, która swoją budową przypomina plaster miodu. Materiał ten wykazuje wiele wyjątkowych właściwości, takich jak: bardzo duże przewodnictwo elektryczne i cieplne, ogromna wytrzymałość mechaniczna i elastyczność, a także duży stosunek powierzchni do objętości. Grafen jest przezroczysty, ale może efektywnie absorbować ok. 2% światła w szerokim zakresie długości fal - od światła widzialnego, aż po głęboką podczerwień - co jak na warstwę o grubości atomowej jest zjawiskiem szczególnym. Materiał ten może być wytwarzany różnymi metodami. W artykule ograniczono się wyłącznie do wymienienia tych najbardziej popularnych. Jedną z pierwszych metod otrzymywania grafenu było mechaniczne odrywanie (eksfoliacja) z grafitu za pomocą taśmy klejącej. Wbrew pozorom tak otrzymany grafen wykazuje bardzo dobre parametry, szczególnie jeśli chodzi o ruchliwość nośników ładunku. Otrzymane fragmenty są wprawdzie niewielkie i o nieregularnych kształtach, ale nadają się w zupełności do badań laboratoryjnych. Niestety metoda ta jest bardzo kosztowna i nie może być wykorzystana do masowej produkcji warstw grafenowych o dużej powierzchni. Inną powszechnie stosowaną, znacznie tańszą metodą jest technika osadzania z fazy gazowej (CVD - chemical vapour deposition) na powierzchniach metalicznych. Technologia ta, chociaż umożliwia otrzymywanie warstw o dużej powierzchni, powoduje pogorszenie jakości grafenu, co jest spowodowane głównie pojawiającą się niejednorodnością materiału i zwiększoną liczbą defektów. Duże próbki grafenowe można wytwarzać także na podłożu z węglika krzemu przy wykorzystaniu procesu rozpadu termicznego. Metoda ta gwarantuje bardzo dobrą jakość otrzymanych warstw grafenowych. Niestety koszt podłoża jest wysoki, co wpływa na końcową cenę tak otrzymanego grafenu. Analiza struktury elektronowej grafenu prowadzi do wniosku, że mamy do czynienia z półprzewodnikiem [...]

Bibliografia

[1] Al-Mumen H., Rao F., Dong L., Li W. 2013. Thermo-flow and temperature sensing behaviour of graphene based on surface heat convection. Micro and Nano Letters, 8, 681-685.
[2] Beibei Zhan B., Li C., Yang J., Jenkins G., Huang W., Dong X. 2014. Graphene Field -Effect Transistor and Its Application for Electronic Sensing. Small, 10, 4042-4065.
[3] Inaba A., Yoo K., Takei Y., Matsumoto K., Shimoyama I. 2014. Ammonia gas sensing using a graphene field-effect transistor gated by ionic liquid. Sensors and Actuators B, 195, 15-21.
[4] Jing Z., Guang-Yu Z., Dong-Xia S. 2013. Review of graphene-based strain sensors. Chinese Physica B, 22, 57701-57701.
[5] Konstantatos G., Badioli M., Gaudreau L., Osmond J., Bernechea M., Arquer F.P.G., Gatti F., Koppens F.H.L. 2012. Hybrid graphene-quantum dot phototransistors with ultrahigh gain. Nature Nanotechnology, 7, 363-368.
[6] Łuszczek M., Świsulski D.: Recent advances in graphene application for electronic sensing. Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej, 47, 115-118.
[7] Łuszczek M., Turzyński M., Świsulski D. 2015. Modelling of Graphene Field-Effect Transistor for electronic sensing applications. Przegląd Elektrotechniczny, 91, (10), 170-172.
[8] Patil A., Lopez G., Foxe M., Childres I., Roecker C., Boguski J., Jovanovic I., Chen Y.P. 2009. Graphene Field Effect Transistors for Detection of Ionizing Radiation, Nuclear Science Symposium Conference Record (NSS/MIC), IEEE, Orlando 90-95.
[9] Tian H., Shu Y., Wang X.-F., Mohammad M.A., Bie Z., Xie Q.-Y., Li C., Mi W.-T., Yang Y., Ren T.-L. 2015. A graphene-based resistive pressure sensor with record high sensitivity in a wide pressure range. Scientific Reports, 5, 8603-8609.
[10] Trung T.Q., Tien N.T., Kim D., Jung J.H., Yoon O.J., Lee N.E. 2012. High thermal responsiveness of a reduced graphene oxide field-effect transistor. Advanced Materials, 24, 5254-5260.
[11] Vicarelli L., Vitiello M.S., Coquillat D., Lombardo A., Ferrari A.C., Knap W., Polini M., Pellegrini V., Tredicucci A. 2012. Graphene field-effect transistors as roomtemperature terahertz detectors. Nature Materials, 11, 865-871.
[12] Xia F.N., Mueller T., Lin Y.M., Valdes-Garcia A., Avouri P. 2009. Ultrafast graphene photodetector. Nature Nanotechnology, 4, 839-843.
[13] Zhang Y.Z., Liu T., Meng B., Li X.H., Liang G.Z., Hu X.N., Wang Q.J. 2013. Broadband high photoresponse from pure monolayer graphene photodetector. Nature Communications, 4, 1811-1822.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 101372 "Zastosowanie grafenu w cz..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE - e-zeszyt (pdf) 2016-10 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	33.00 zł

Prenumerata

WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

402.00 zł

WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE - papierowa prenumerata roczna	492.00 zł brutto 455.56 zł netto 36.44 zł VAT (stawka VAT 8%)
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

534.00 zł

WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	600.00 zł brutto 555.56 zł netto 44.44 zł VAT (stawka VAT 8%)

600.00 zł

Zeszyt

2016-10

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma