Статья

Название статьи ИССЛЕДОВАНИЕ ГАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ПЛЕНОК ГРАФЕНА НА ПОЛУИЗОЛИРУЮЩЕМ 6H–SIC К NH3 И ПАРАМ (CH3)2CH(OH)
Автор А.М. Светличный, М.Н. Григорьев, М.В. Демьяненко, И.Л. Житяев
Рубрика РАЗДЕЛ II. РАДИОСВЯЗЬ, ЭЛЕКТРОНИКА И НАНОТЕХНОЛОГИИ
Месяц, год 04, 2015
Индекс УДК 621.373.8.002
DOI
Аннотация В качестве газочувствительного слоя газового сенсора используется графен. Пленки графена выращивались на полуизолирующем 6H–SIC методом вакуумной термической деструкции, позволяющим получать высококачественные пленки по всей поверхности подложки. Топологический рисунок газового сенсора был получен после нанесения через маску на 6H–SIC диэлектрической пленки Al2O3, вакуумного отжига при температуре 1300–1400оС и изготовления контактов к графену. Были проведены исследования газочувствительности, динамических характеристик сенсора, построена зависимость процесса десорбции газа NHи паров (CH3)2CH(OH) от температуры сенсора для пленок графена, полученных при различных температурных режимах. Было показано, что пленки графена, полученные при температуре отжига 13000С имеют почти в два раза более высокую чувствительность к NH3 при концентрации 100 ppm, по сравнению с образцами, полученными при температуре отжига 14000С. Чувствительность графеновых пленок к парам (СН3)2CH(ОН), при концентрации 100 ppm, почти в четыре раза выше по сравнению с образцами, полученными при температуре отжига 14000С. Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что полученные сенсорные элементы перспективны для обнаружения малых долей исследованных нами газов.

Скачать в PDF

Ключевые слова Газочувствительный сенсор; графен; карбид кремния; десорбция.
Библиографический список 1. Schedin F., Geim A.K., Morozov S.V., Hill E.W., Blake P., et al. Detection of individual gas molecules adsorbed on graphene // Nat Mater. – 2007. – Vol. 6. – P. 652-655.
2. Lu G., Ocola L.E., Chen J. Gas detectio using low–temperature reduced graphene oxide sheets // Appl Phys Lett. – 2009. – Vol. 94. – P. 83-111.
3. Geim A.K., Novoselov K.S. The rise of graphene // Nat Mater. – 2007. – Vol. 6. – P. 183-191.
4. Gautam M., Jayatissa A.H. Gas sensing properties of graphene synthesized by chemical vapor deposition // Mater Sci Eng: C. – 2011. – Vol. 31. – P. 1405-1411.
5. Ni Z.H., Wang H.M., Kasim J., Fan H.M., Yu T., et al. Graphene thickness determination using reflection and contrast spectroscopy // Nano Lett. – 2007. – Vol. 7. – P. 2758-2763.
6. Li X., Cai W., An J., Kim S., Nah J., Yang D. et al. Large–area synthesis of high–quality and uniform graphene films on copper foils // Science. – 2009. – Vol. 324. – P. 1312-1314.
7. Jeong H.Y., Le D.S., Choi H.K., Lee D.H., et al. Flexible room–temperature NO[sub 2] gas sensors based on carbon nanotubes/reduced graphene hybrid films // Appl Phys Lett. – 2010. – Vol. 96. – 213105.
8. Ko G., Kim H.Y., Ahn J., Park Y.M., Kim J. Graphene–based nitrogen dioxide gas sensors // Curr Appl Phys – 2010. – Vol. 10. – P. 1002-1004.
9. Dan Y., Lu Y., Kybert N.J., Luo Z. Intrinsic response of graphene vapor sensors // Nano Lett. – 2009. – Vol. 9. – P. 1472-1475.
10. Парках, Ruoff R.S. // Nat. Nanotechnol. – 2009. – Vol. 4, No. 4. – P. 217-224.
11. Forbeaux I., Themlin J.M., Debever J.M. Heteroepitaxial graphite on 6H–SiC(0001): Interface formation through conduction–band electronic structure // Phys. Rev. B. – 1998. – Vol. 58. – P. 16396-16406.
12. Parvizi F. [et al.] Graphene Synthesis via the High Pressure – High Temperature Growth Process // Micro & Nano Lett. – 2008. – Vol. 3. – P. 29-34.
13. Hass J., W.A. de Heer, Conrad E.H. The growth and morphology of epitaxial multilayer graphene // J. Phys.: Condens. Matter. – 2008. – Vol. 20. – P. 3232-3240.
14. Lee J.K., Yamazaki S., Yun H. et al. Modification of Electrical Properties of Graphene by Substrate–Induced Nanomodulation // Nano Lett. – 2013. – No. 13 (8). – P. 3494-3500.
15. Конакова Р.В., Коломыс А.Ф., Охрименко О.Б., Стрельчук В.В., Волков Е.Ю., Григорьев М.Н., Светличный А.М., Спиридонов О.Б Сравнительные характеристики спектров комбинационногорассеяния света пленок графена на проводящих и полуизолирующих подложках 6H–SiC // Физика и техника полупроводников. – 2013. – Т. 47. – Вып. 6.
16. Светличный А.М., Григорьев М.Н., Демьяненко М.В., Житяев И.Л. Газочувствительность пленок графена на полуизолирующем SiC к NO2 и парам C2H5OH // Инженерный вестник Дона. – 2013. – № 2. – URL: http://ivdon.ru/magazine/archive/n2y2013/1735. – 5 с. (Дата обращения 11.01.2015).
17. Johnson J.L., Behnam A., An Y., Pearton S.J., Ural A. Experimental study of graphitic nanoribbon films for ammonia sensing // J Appl Phys. – 2011. – Vol. 109. – P. 124-301.
18. Божинова А.С., Канева Н.В., Кононова И.Е., и др. Изучение фотокаталитических и сенсорных свойств нанокомпозитных слоев ZnO/SiO2 // Физика и техника полупроводников. – 2013. – Т. 47. – Вып. 12.

Comments are closed.