據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，F(xiàn)ujitsuLaboratories公司近日宣布基于石墨烯的新型原理，開(kāi)發(fā)出了全球首款超靈敏氣體傳感器，石墨烯是一種碳原子排布形成厚度僅為一個(gè)原子的準(zhǔn)二維材料。
該研究成果為開(kāi)發(fā)能夠快速、靈敏地監(jiān)測(cè)特定氣體組份的緊湊型儀器開(kāi)辟了道路，可應(yīng)用于探測(cè)大氣污染，或人體呼吸中的有機(jī)衍生氣體。
FujitsuLaboratories公司開(kāi)發(fā)的這種新型氣體傳感器利用了一種新的傳感原理，其硅晶體管的絕緣柵部分由石墨烯取代。該傳感器能夠探測(cè)濃度低于10ppb（十億分之一）的NO2（二氧化氮）和NH3（氨氣）；其對(duì)于NO2的靈敏度更是提高了十余倍，探測(cè)濃度低于1ppb。
新開(kāi)發(fā)的石墨烯絕緣柵傳感器示意圖（左），以及傳感器產(chǎn)品的掃描電鏡顯微照片（右）
當(dāng)氣體分子附著在石墨烯上時(shí)，改變了石墨烯的功函數(shù)（workfunction），其結(jié)果引起了硅晶體管的閾值變化。這就是該傳感器的感測(cè)原理。當(dāng)氣體分子從石墨烯層脫離后，石墨烯又會(huì)恢復(fù)其原始狀態(tài)。
該技術(shù)預(yù)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)空氣質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，而這之前，根據(jù)所測(cè)量氣體的不同，甚至可能需要花費(fèi)數(shù)十個(gè)小時(shí)的時(shí)間。該技術(shù)也將簡(jiǎn)化人體呼吸的氣體組份監(jiān)測(cè)，從而用于疾病的快速發(fā)現(xiàn)。
該技術(shù)的詳細(xì)內(nèi)容公布于2016年12月3日在美國(guó)舊金山開(kāi)幕的2016IEEE國(guó)際電子器件會(huì)議上。
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