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單原子薄的鉑金是出色的化學傳感器
來源:賽斯維傳感器網 發(fā)表于 2020/9/22

瑞典查爾默斯工業(yè)大學的研究人員與其他大學的同事一起發(fā)現(xiàn)了制備單原子薄鉑金用作化學傳感器的可能性。該結果最近發(fā)表在科學雜志《先進材料界面》上。


沉積在碳“緩沖層”表面上的鉑原子示意圖,該碳“緩沖層”是在碳化硅上外延生長的石墨烯狀的2-D絕緣材料,可實現(xiàn)鉑的二維生長。


簡而言之,我們設法使金屬層的厚度只有一個原子,是一種新材料。我們發(fā)現(xiàn),這種原子級薄的金屬對其化學環(huán)境非常敏感。當它與氣體相互作用時,其電阻會發(fā)生很大變化。 ”,Chalung Ho Kim,查爾默斯大學微技術與納米科學系量子設備物理實驗室的博士后,也是本文的主要作者。


研究的實質是在石墨烯以外的二維材料的發(fā)展。


量子裝置副教授塞繆爾·拉拉·阿維拉(Samuel Lara Avila)表示:“原子薄的鉑可能對化學物質的超靈敏和快速電檢測有用。我們已經詳細研究了鉑的情況,但其他金屬(如鈀)也產生了相似的結果。”物理實驗室和本文的作者之一。


研究人員使用了原子級薄鉑的靈敏的化學-電轉換能力,以十億分之一的水平檢測有毒氣體。他們通過檢測苯來證明了這一點,苯是一種即使在非常低的濃度下仍會致癌的化合物,并且不存在低成本的檢測設備。


林雪平大學應用傳感器科學部門負責人,該論文的合著者詹斯·埃里克森說:“采用原子薄金屬的這種新方法對于未來的空氣質量監(jiān)測應用非常有前途!


通過將納米結構材料作為有源傳感元件來提高固態(tài)氣體傳感器的靈敏度,可能會由于對界面的影響而變得復雜。納米顆粒,顆;蚪佑|點的界面可能會導致電流-電壓響應非線性,高電阻,最終導致電噪聲,從而限制了傳感器的讀數。


這項工作報告了通過在碳化硅上外延生長的零碳層(也稱為緩沖層)上進行物理氣相沉積,可以制備一層原子厚度的電連續(xù)鉑層的可能性。在3–4?的薄Pt層中,由于電荷轉移到Pt或從Pt轉移,金屬的電導率在與化學分析物相互作用時受到強烈調節(jié)。與化學物質的強相互作用以及材料的可擴展性,使得能夠制造化學電阻器設備,以化學方式對化學物質進行電子讀取,檢測限低于十億分之幾(ppb)。通過原子級薄的鉑碳零上形成2-d系統(tǒng)層 碳化硅上的碳納米管為彈性和高靈敏度化學檢測開辟了一條途徑,并且可以成為設計具有優(yōu)異活性和選擇性的新型多相催化劑的途徑。


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