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防水石墨烯电子电路

发布时间:2019-02-12 15:11:10 来源:

水分子扭曲了石墨烯的电阻,但是一组欧洲研究人员发现,当这种二维材料与电路的金属结合时,接触电阻不会受到湿度的影响。这一发现将有助于开发新的传感器 - 电路与现实世界之间的接口 - 显着降低成本。

石墨烯的许多应用,包括具有非凡导电性和机械性能的原子级薄碳原子片,包括传感器的制造。这些将环境参数转换为可以用计算机处理和测量的电信号。

由于其二维结构,基于石墨烯的传感器非常灵敏,并且在未来几年以低制造成本保证良好的性能。

为实现这一点,石墨烯在与传统电子电路集成时需要进行有效的电接触。这种适当的接触在任何传感器中都是至关重要的,并且会显着影

但是出现了一个问题:石墨烯对湿度敏感,对周围空气中吸附在其表面上的水分子敏感。H 2 O分子改变了这种碳材料的电阻,这会在传感器中引入错误信号。

然而,瑞典科学家发现,当石墨烯与电子电路的金属结合时,接触电阻(由于界面处的不完全接触导致的材料总电阻的一部分)不受湿气的影响。

“这将使传感器设计人员的工作变得更轻松,因为他们不必担心湿度会影响接触,只会影响对石墨烯本身的影响,”KTH皇家理工学院(瑞典)的博士生Arne Quellmalz解释说。该研究的主要研究人员。

该研究发表在ACS应用材料与接口杂志上,该研究使用石墨烯与金金属化和二氧化硅基底在传输线模型试验结构中进行实验,以及计算机模拟。

“通过将石墨烯与传统电子元件相结合,您可以充分利用石墨烯的独特性能和传统集成电路的低成本。” Quellmalz说:“将这两种技术结合起来的一种方法是将石墨烯置于成品电子设备之上,而不是将金属沉积在石墨烯片上。”

作为欧洲CO 2 -DETECT项目的一部分,作者正在应用这种新方法来创建基于石墨烯的传感器的第一个原型。更具体地,目的是通过光学检测中红外光并且以比其他技术更低的成本来测量主要温室气体二氧化碳(CO 2)。

除了KTH皇家理工学院之外,瑞典的SenseAir AB和德国的Amo GmbH也是CO 2 -DETECT项目的参与者,巴塞罗那的加泰罗尼亚纳米技术研究所(ICN)也是如此。

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