據(jù)麥姆斯咨詢報道，F(xiàn)ujitsu Laboratories公司近日宣布基于石墨烯的新型原理，開發(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原子的準二維材料。
該研究成果為開發(fā)能夠快速、靈敏地監(jiān)測特定氣體組份的緊湊型儀器開辟了道路，可應(yīng)用于探測大氣污染，或人體呼吸中的有機衍生氣體。
Fujitsu Laboratories公司開發(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。該傳感器能夠探測濃度低于10 ppb(十億分之一)的NO2(二氧化氮)和NH3(氨氣);其對于NO2的靈敏度更是提高了十余倍，探測濃度低于1 ppb。
新開發(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)
當氣體分子附著在石墨烯上時，改變了石墨烯的功函數(shù)(work function)，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原理。當氣體分子從石墨烯層脫離后，石墨烯又會恢復(fù)其原始狀態(tài)。
該技術(shù)預(yù)計能夠?qū)崿F(xiàn)空氣質(zhì)量的實時監(jiān)測，而這之前，根據(jù)所測量氣體的不同，甚至可能需要花費數(shù)十個小時的時間。該技術(shù)也將簡化人體呼吸的氣體組份監(jiān)測，從而用于疾病的快速發(fā)現(xiàn)。
該技術(shù)的詳細內(nèi)容公布于2016年12月3日在美國舊金山開幕的2016 IEEE國際電子器件會議上。
