分會(huì)

第四十四分會(huì)：納米器件、納米表征與檢測(cè)技術(shù)

摘要

在電化學(xué)傳感器的研究領(lǐng)域中，碳納米管是應(yīng)用最為廣泛的一種。作為一種納米尺度的準(zhǔn)一維材料，它具備諸如高比表面積、高載流子遷移率、低散射率、易與探針分子耦合等特點(diǎn)，常應(yīng)用于氣體傳感、生物傳感等方向?，F(xiàn)有的絕大多數(shù)基于碳納米管的氣體傳感器是基于隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)分布的，由于碳納米管之間存在較強(qiáng)的相互作用力，隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)碳管器件存在載流子散射嚴(yán)重、信噪比降低的問題。我們對(duì)碳納米管定向?qū)R問題進(jìn)行研究，提出了基于分型電極的電場(chǎng)誘導(dǎo)碳納米管定向排列的策略，借助仿真軟件Ansys Maxwell，設(shè)計(jì)制備了基于Sierpinski square fractal的分形傳感器件，利用其在溝道間指定方向的高電場(chǎng)分布，實(shí)現(xiàn)了碳納米管的定向排列。研究結(jié)果表明，分形電極溝道之間的電場(chǎng)強(qiáng)度最大能達(dá)到傳統(tǒng)叉指電極的12倍；SEM及AFM顯示，基于分形電極的電場(chǎng)誘導(dǎo)調(diào)控后，碳納米管能在溝道間實(shí)現(xiàn)定向排列；通過計(jì)算比較載流子的遷移率，定向后的碳管器件能達(dá)到隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的20倍提升，遠(yuǎn)超隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)碳管器件傳感性能。

關(guān)鍵詞

碳納米管；分形電極；電場(chǎng)誘導(dǎo)；定向分布

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