「石墨烯 傳感」防水石墨烯電子電路

2020-09-24 智識諮詢

一組歐洲研究人員發現，當石墨烯與電路的金屬結合時，接觸電阻不會受到溼度的影響。這一發現將有助於開發新的傳感器 ，顯著降低成本。

石墨烯有許多應用，這種具有非凡導電性和機械性能的原子級薄碳原子片，非常適合傳感器的製造。由於其二維結構，基於石墨烯的傳感器非常靈敏，並且在未來幾年可以低製造成本保證良好的性能。



為實現這一點，石墨烯在與傳統電子電路集成時需要進行有效的電接觸。這種適當的接觸在任何傳感器中都是至關重要的。但是出現了一個問題：石墨烯對溼度敏感，對周圍空氣中吸附在其表面上的水分子敏感。水分子改變了這種碳材料的電阻，這會在傳感器中引入錯誤信號。

然而，瑞典科學家發現，當石墨烯與電子電路的金屬結合時，接觸電阻（由於界面處的不完全接觸導致的材料總電阻的一部分）不受溼氣的影響。KTH皇家理工學院（瑞典）的博的研究人員介紹說：「這將使傳感器設計人員的工作變得更輕鬆，因為他們不必擔心溼度會影響接觸。」

該研究發表在《ACS應用材料與接口》雜誌上，該研究使用石墨烯與金金屬化和二氧化矽基底在傳輸線模型試驗結構中進行實驗，以及計算機模擬實驗。研究人員說：「通過將石墨烯與傳統電子元件相結合，可以充分利用石墨烯的獨特性能和傳統集成電路的低成本。將這兩種技術結合起來的一種方法是將石墨烯置於成品電子設備之上，而不是將金屬沉積在石墨烯片上。」

作為歐洲CO 2 -DETECT項目的一部分，作者正在應用這種新方法來創建基於石墨烯的傳感器的第一個原型。更具體地目的是通過光學檢測中紅外光並且以比其他技術更低的成本來測量主要溫室氣體二氧化碳（CO 2）。

除了KTH皇家理工學院之外，瑞典的SenseAir AB和德國的Amo GmbH也是CO 2 -DETECT項目的參與者，巴塞隆納的加泰隆尼亞納米技術研究所（ICN）參與研究。

來源：西班牙科學技術基金會

文獻信息：

Arne Quellmalz, Anderson D. Smith, Karim Elgammal, Xuge Fan, Anna Delin, Mikael Östling, Max Lemme, Kristinn B. Gylfason, Frank Niklaus. Influence of Humidity on Contact Resistance in Graphene Devices. ACS Applied Materials & Interfaces, 2018; 10 (48): 41738 DOI: 10.1021/acsami.8b10033

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