Trace gas detection using nanostructured graphite layers

Qazi, Muhammad; Vogt, Thomas; Koley, Goutam

doi:10.1063/1.2820387

Cited by 67 publications

(43 citation statements)

References 14 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…35,[42][43][44][45][46][47][48] Furthermore, humidity enhances hole doping by O 2 . 49 Sque et al specifically suggested that graphene could undergo transfer doping to the aqueous oxygen redox couple.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Electrochemically Induced p-Type Conductivity in Carbon Nanotubes

Chakrapani

Суманасекера

Abeyweera

et al. 2013

ECS Solid State Letters

View full text Add to dashboard Cite

Vacuum-annealed semiconducting single walled nanotubes are n-type, but become p-type when exposed to ambient air. Here we present evidence that this effect arises from pinning of the Fermi energy by the four-electron oxygen redox couple in an adsorbed water film, a type of surface transfer doping. The pronounced electrical sensitivity to O 2 , O 3 , NO 2 , SO 2 , NH 3 and HNO 3 vapors results from electron exchange between the redox couple and the nanotube. This effect must be considered when using nanotubes for any application in humid air. We also suggest that changes in the electrical properties of graphene and multi-walled nanotubes can be explained by this phenomenon.

show abstract

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Electrochemically Induced p-Type Conductivity in Carbon Nanotubes

Chakrapani

Суманасекера

Abeyweera

et al. 2013

ECS Solid State Letters

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…В работах [8,9] были проведены одновременные изме-рения G и φ, наводимые молекулами NO 2 , NH 3 , паров воды, ацетона и метанола, адсорбированными на много-слойной пленке наноструктурированного графита (НГ), содержащей как кристаллические, так и аморфные обла-сти. При этом анализировалось отношение…”

Section: адсорбция на наноструктурированном графитеunclassified

“…В [14] также определялись значения φ при адсорбции NO 2 и NH 3 : в первом случае значения φ для обеих граней отрицательны, тогда как во втором положительны. Отсюда следует, согласно (2), что NO 2 является донором, а NH 3 акцептором, что противоречит всем предыдущим результатам по адсорб-ции на углеродных наноструктурах [8][9][10][11][12][13]. В связи с этим отметим, что в работе [15] те же знаки изменения Журнал технической физики, 2017, том 87, вып.…”

Section: адсорбция на графенеunclassified

“…Подводя итоги, следует прежде всего подчеркнуть, что, несмотря на все отмеченные нами противоре-чия в интерпретации экспериментальных данных в ра-ботах [8,9,[14][15][16], бесспорным остается факт прямой пропорциональности изменений G и φ, вызванных адсорбцией, на чем и строится теория [6,7]. В работе [13] в связи с независимостью подвижности носителей от концентрации адчастиц предполагалось, что в случае однолистного графена заряженные примеси вообще не являются центрами рассеяния, а в качестве таковых вы-ступают рипплы, возникающие вследствие спонтанной гофрировки листа.…”

Section: заключительные замечанияunclassified

See 1 more Smart Citation

Влияние Адсорбции На Работу Выхода И Проводимость Углеродных Наноструктур: Противоречивость Экспериментальных Данных

Давыдов¹,

Посредник²

2017

Журнал Технической Физики

View full text Add to dashboard Cite

В рамках разработанной ранее одним из авторов теории, критически проанализированы имеющиеся экспериментальные работы по влиянию молекул газа на работу выхода и проводимость слоев нанострук-турированных графита и графена. Продемонстрировано, что эти работы содержат ряд противоречивых результатов. Обсуждена применимость предложенной теории к углеродным наноструктурам. DOI: 10.21883/JTF.2017.04.44330.1790 Введение Рассматривая явление адсорбции, можно выделить два главных эффекта [1]. Первый эффект -изменение рабо-ты выхода адсорбционной системы φ, обусловленное обменом электронами между адатомом и подложкой (переход заряда). Такой обмен приводит к появлению у адатома отличного от нуля заряда Z a , способствую-щего (Z a > 0) или препятствующего (Z a < 0) выходу электронов из субстрата и, следовательно, понижающего ( φ < 0) или повышающего ( φ > 0) работу выхода системы. В первом случае происходит переход элек-тронов с адатома-донора в подложку, во втором -из подложки на адатом-акцептор. Если до адсорбции атома его одноэлектронное состояние, работающее на переход заряда, было заполнено, а после адсорбции число заполнения этого состояния стало равным n a , то Z a = 1 − n a . Следовательно, Z a -электронов уходят в зону проводимости субстрата. Если это одноэлектронное состояние изначально было пустым (содержало одну дырку), а в результате адсорбции приобрело n a -электро-нов, то заряд адатома принимает значение Z a = −n a , а в валентной зоне субстрата возникает n a -дырок. Если же характеризовать этот атом двуэлектронной орбиталью, то Z a = 1 − n a . Подчеркнем, что во всех случаях вели-чина |Z a | равна переходу заряда.Второй эффект, вызываемый адсорбцией, это изме-нение поверхностной проводимости подложки G [1]. Причины этого эффекта двояки. Во-первых, изменяется поверхностная концентрация носителей n: адатомы-доноры (-акцепторы) увеличивают (уменьшают) про-водимость подложки n-типа и, наоборот, уменьшают (увеличивают) проводимость подложки p-типа. Во-вто-рых, адчастицы представляют собой дополнительные центры рассеяния, что, вообще говоря, должно влиять на поверхностную подвижность носителей µ. 6,7]. В настоящей работе на основании этой теории мы проанализируем появившиеся недавно экспериментальные результаты по влиянию молекул газа на работу выхода и проводимость слоев наноструктурированных графита и графена. Начало систематических исследований одновремен-ных изменений поверхностной проводимости и работы выхода положили экспериментальные Теоретические соотношенияВ работах [6,7] было показано, что изменение концен-трации носителей равногде = 4πe 2 N ML l, 2l -толщина двойного электри-ческого слоя, образованного заряженными адатомами и их изображением в подложке (l называют иногда длиной адсорбционной связи), e -заряд позитрона. Таким образом, в предположении, что основную роль играет именно изменение концентрации носителей, а не подвижности, т. е. | n|/n ≫ | µ|/µ, получаем следующее отношение [1,6,7]:635

show abstract

“…The mechanism of action for G-FET sensors is that chemical species adsorbed on the surface of the graphene act as electron donors or acceptors, resulting in conductance changes. Most of the graphene sensors have been used to detect gas molecules (Arsat et al, 2009;Dan et al, 2009;Fowler et al, 2009;Lu et al, 2009;Qazi et al, 2007;Robinson et al, 2008;Schedin et al, 2007). In addition, research on electrical detection of biomolecule detection using graphene has gradually increased over the last few years.…”

mentioning

confidence: 99%