Amin Salehi-Khojin, profesor asistente de ingeniería mecánica / industrial, y sus dos posdoctorados, Poya Yasaei (patillas de cabello oscuro) y Bjandra Kumar (camisa granate)
Los investigadores han descubierto una técnica para controlar la sensibilidad de los sensores químicos de grafeno.
Los sensores hechos de una base aislante recubierta con una hoja de grafeno, una capa de carbono de un solo átomo de espesor, ya son tan sensibles que pueden detectar una molécula individual de gas. Pero manipulando las propiedades químicas de la capa aislante, sin alterar la capa de grafeno, aún pueden mejorar su capacidad para detectar las concentraciones más diminutas de varios gases.
El hallazgo "abrirá posibilidades completamente nuevas para la modulación y el control de la sensibilidad química de estos sensores, sin comprometer las propiedades eléctricas y estructurales intrínsecas del grafeno, "dice Amin Salehi-Khojin, profesor asistente de ingeniería mecánica e industrial en la Universidad de Illinois en Chicago, e investigador principal del estudio. Él y sus compañeros de trabajo en la Facultad de Ingeniería de la UIC colaboraron con investigadores del Instituto Beckman y el Laboratorio de Micro y Nanotecnología de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign y dos instituciones en Corea. Sus hallazgos se publican en la revista. Nano letra , disponible en línea antes de la publicación.
Desde su descubrimiento hace casi 10 años, grafeno, en hojas, o enrollado en nanotubos, ha atraído un gran interés científico. Compuesto por una sola capa de átomos de carbono, el grafeno tiene potencial para usarse en cientos de aplicaciones de alta tecnología. Su estructura 2-D, exponiendo todo su volumen, lo hace atractivo como detector de gas altamente sensible.
El equipo de Salehi-Khojin, y otros, anteriormente descubrió que los sensores químicos de grafeno dependían de un defecto estructural alrededor de un átomo de carbono para su sensibilidad. Se propusieron demostrar que los sensores de grafeno "prístinos", hechos de grafeno que era perfectamente impecable, no funcionarían. Pero cuando probaron estos sensores, descubrieron que todavía eran sensibles a las trazas de moléculas de gas.
"Este fue un resultado muy sorprendente, "Dijo Salehi-Khojin.
Los investigadores probaron el sensor capa por capa. Descubrieron que el grafeno prístino es insensible, como habían predicho.
A continuación, se dispusieron a eliminar cualquier defecto, o sitios reactivos llamados enlaces colgantes, de la capa aislante. Cuando se probó una capa aislante prístina con grafeno prístino, de nuevo no hubo sensibilidad.
"Pero cuando se volvieron a agregar enlaces colgantes a la capa aislante, observamos una respuesta, "dijo Bijandra Kumar, investigador asociado postdoctoral en la UIC y primer autor del Nano letra estudio.
"Ahora podríamos decir que el grafeno en sí mismo es insensible a menos que tenga defectos:defectos internos en la superficie del grafeno, o defectos externos en la superficie del sustrato, ", dijo la estudiante de posgrado de la UIC, Poya Yasaei.
El hallazgo abre un nuevo "espacio de diseño, Salehi-Khojin dijo. El control de los defectos externos en los sustratos de soporte permitirá que los chemFET de grafeno sean diseñados que pueden ser útiles en una amplia variedad de aplicaciones.
