Przejdź do treści

Enhanced gas sensing by graphene-silicon Schottky diodes under UV irradiation

W ramach publikacji zbadano wpływ promieniowania ultrafioletowego (UV) lub niebieskiego na złącza Schottky'ego z grafenem i krzemem domieszkowanym, na wykrywanie gazu. Diody Schottky'ego poddano działaniu utleniającego dwutlenku azotu (NO2, 1–3 ppm) i redukującego tetrahydrofuranu (THF, 50–200 ppm), wykazując znacząco różne reakcje obserwowane na charakterystyce prąd-napięcie (I-V), szczególnie w świetle UV (275 nm) ). NO2 wpływał na rezystancyjną część przedniego obszaru krzywych IV, gdzie dominuje rezystancja grafenu, i zwiększał prąd złącza. Dolną granicę wykrywalności wynoszącą 75 ppb uzyskano dla detekcji NO2 przy napięciu polaryzacji 4 V. THF wpłynął na regiony odwrotny i do przodu, przesuwając wykładnicze części charakterystyki, wskazując wpływ na wysokość bariery Schottky'ego i zmniejszając granicę wykrywalności do 31 ppm. Adsorpcja cząsteczek organicznych zwiększała wysokość bariery Schottky'ego nawet o dziesiątki meV ze względu na dominujący efekt fotobramowania. Szerokość obszaru złącza może mieć kluczowe znaczenie dla optymalizacji czujników grafenowo-krzemowych Schottky'ego i poprawy ich wydajności, wraz z modulacją indukowaną napromienianiem, aby stać się jednym z najbardziej zaawansowanych czujników mieszanin gazowych. Łatwość wytwarzania grafenu o dużej powierzchni i tworzenia stabilnych połączeń grafen-krzem determinuje prostą metodę opracowania wydajnych platform wykrywania gazu. 

Autorzy z PW:

Mateusz Słowikowski, Grzegorz Cywiński, Maciej Filipiak, Pavlo Sai, Bartłomiej Stonio

Czasopismo:

Sensors and Actuators B - Chemical

Rok wydania: