sensores de grafeno
Páginas: 20 (4909 palabras)
Publicado: 31 de enero de 2014
SENSORES DE GRAFENO
I. Introducción
El grafeno es una estructura 2D que consiste en átomos de carbono enlazados en una red hexagonal que se cree que no existe en su forma independiente hasta que se aisló por Geim y Novoselov en 2004 [1]. Es un material muy estable con gran resistencia mecánica y propiedades electrónicas fascinantes [2]. Nanoestructuras basados en el grafeno se cree quetienen un enorme potencial para el desarrollo de sensores de varios tipos.
Esto es en parte debido al hecho de que cada átomo en la estructura interactúa directamente con el medio ambiente de detección y, en parte, debido a la facilidad con la que las propiedades electrónicas del grafeno pueden ser modificados por esta interacción. Sin embargo, el grafeno tiene una serie de propiedades físicasúnicas que puedan ser aprovechados en muchos tipos diferentes de aplicaciones de detección, incluyendo, sensores ópticos, sensores de campos magnéticos y eléctricos, tensión y sensores de masa, así como sensores químicos y electroquímicos.
Inicialmente, las muestras de alta calidad de un solo cristal de grafeno se realizaron mediante la técnica de exfoliación mecánica [1] y esto todavía proporciona elmejor material de cristal único de calidad para su uso en experimentos a escala de laboratorio. Mediante este método, las muestras con la movilidad superior a 100 000 ahora pueden ser producidos en forma [3] independiente, aunque la movilidad típica para muestras preparadas como cautivo en una superficie es del orden 5000-15 000. Por supuesto, para el grafeno a la altura de su reputación como unmaterial sensor de potencial que debe ser fabricado en grandes áreas en una escala comercial. A continuación se dará una explicación completa de las técnicas de fabricación.
II. Técnicas de fabricación GRAPHENE
A. La exfoliación mecánica
Este fue el método utilizado por primera Noveselov et al. [1] para producir alta calidad monocapas de grafeno de un solo cristal. Para este método, unacinta de alta adherencia (cinta Nitto ™) se utiliza para pelar copos finos de una muestra de grafito a granel. Además de pelado reduce el espesor de las escamas hasta que finalmente son capturados en una superficie.
Inicialmente, las muestras de material de cristal único obtenidos de esta manera fueron sólo unas pocas decenas de micras de tamaño. Ahora es posible para producir copos de milímetrode tamaño usando esta técnica.
La figura. 1 muestra una escama tal, que es una escama de grafeno de una sola capa
capturado en una superficie de 300 nm.
Con el fin de verificar rápidamente el número de capas en una escama, se puede utilizar la espectroscopia Raman como el grafeno de una sola capa tiene una firma característica. La figura. La figura 2 muestra la firma Raman típico de uncopo de capa única en comparación con el de grafeno bicapa (BLG) y pocos capa de grafeno (FLG) copos. Es evidente que tanto el pico 2D es más nítida y ha aumentado la amplitud, mientras que el pico se reduce para el escama de una sola capa [4]. El número de capas se puede obtener también por el cuantificada (2,3%) de absorción de luz [5] de cada capa de grafeno, así como de contraste deinterferencia obtenido mediante la colocación de grafeno monocapa sobre sustratos seleccione [6].
B. La exfoliación química
Una manera sencilla para exfoliar químicamente grafeno es el uso de un disolvente adecuado tal como N-metil-pirrolidona [7]. Ultrasonidos en el líquido permite que el disolvente de intercalar las capas de grafito y producir copos individuales-y pocos de grafeno capa. Elrendimiento monocapa es típicamente 1% en peso a 12% en peso. El proceso funciona por el hecho de que la energía requerida para exfoliar el grafito es proporcionada por la interfaz de grafeno-disolvente con el disolvente que tiene una energía superficial similar a la de grafeno. Ha habido muchos intentos para exfoliar grafito usando diferentes disolventes con diferentes grados de éxito. Exfoliación...
I. Introducción
El grafeno es una estructura 2D que consiste en átomos de carbono enlazados en una red hexagonal que se cree que no existe en su forma independiente hasta que se aisló por Geim y Novoselov en 2004 [1]. Es un material muy estable con gran resistencia mecánica y propiedades electrónicas fascinantes [2]. Nanoestructuras basados en el grafeno se cree quetienen un enorme potencial para el desarrollo de sensores de varios tipos.
Esto es en parte debido al hecho de que cada átomo en la estructura interactúa directamente con el medio ambiente de detección y, en parte, debido a la facilidad con la que las propiedades electrónicas del grafeno pueden ser modificados por esta interacción. Sin embargo, el grafeno tiene una serie de propiedades físicasúnicas que puedan ser aprovechados en muchos tipos diferentes de aplicaciones de detección, incluyendo, sensores ópticos, sensores de campos magnéticos y eléctricos, tensión y sensores de masa, así como sensores químicos y electroquímicos.
Inicialmente, las muestras de alta calidad de un solo cristal de grafeno se realizaron mediante la técnica de exfoliación mecánica [1] y esto todavía proporciona elmejor material de cristal único de calidad para su uso en experimentos a escala de laboratorio. Mediante este método, las muestras con la movilidad superior a 100 000 ahora pueden ser producidos en forma [3] independiente, aunque la movilidad típica para muestras preparadas como cautivo en una superficie es del orden 5000-15 000. Por supuesto, para el grafeno a la altura de su reputación como unmaterial sensor de potencial que debe ser fabricado en grandes áreas en una escala comercial. A continuación se dará una explicación completa de las técnicas de fabricación.
II. Técnicas de fabricación GRAPHENE
A. La exfoliación mecánica
Este fue el método utilizado por primera Noveselov et al. [1] para producir alta calidad monocapas de grafeno de un solo cristal. Para este método, unacinta de alta adherencia (cinta Nitto ™) se utiliza para pelar copos finos de una muestra de grafito a granel. Además de pelado reduce el espesor de las escamas hasta que finalmente son capturados en una superficie.
Inicialmente, las muestras de material de cristal único obtenidos de esta manera fueron sólo unas pocas decenas de micras de tamaño. Ahora es posible para producir copos de milímetrode tamaño usando esta técnica.
La figura. 1 muestra una escama tal, que es una escama de grafeno de una sola capa
capturado en una superficie de 300 nm.
Con el fin de verificar rápidamente el número de capas en una escama, se puede utilizar la espectroscopia Raman como el grafeno de una sola capa tiene una firma característica. La figura. La figura 2 muestra la firma Raman típico de uncopo de capa única en comparación con el de grafeno bicapa (BLG) y pocos capa de grafeno (FLG) copos. Es evidente que tanto el pico 2D es más nítida y ha aumentado la amplitud, mientras que el pico se reduce para el escama de una sola capa [4]. El número de capas se puede obtener también por el cuantificada (2,3%) de absorción de luz [5] de cada capa de grafeno, así como de contraste deinterferencia obtenido mediante la colocación de grafeno monocapa sobre sustratos seleccione [6].
B. La exfoliación química
Una manera sencilla para exfoliar químicamente grafeno es el uso de un disolvente adecuado tal como N-metil-pirrolidona [7]. Ultrasonidos en el líquido permite que el disolvente de intercalar las capas de grafito y producir copos individuales-y pocos de grafeno capa. Elrendimiento monocapa es típicamente 1% en peso a 12% en peso. El proceso funciona por el hecho de que la energía requerida para exfoliar el grafito es proporcionada por la interfaz de grafeno-disolvente con el disolvente que tiene una energía superficial similar a la de grafeno. Ha habido muchos intentos para exfoliar grafito usando diferentes disolventes con diferentes grados de éxito. Exfoliación...
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