Metody charakteryzacji grafenu wykorzystywanego w sensorowych układach rezystancyjnych

• Autorzy: Drewniak S. , Pustelny T. , Strupiński W. , Pasternak I. , Opilski Z.

Warianty tytułu

EN

Methods of graphene characterization using in resistive sensor's systems

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zanieczyszczenie środowiska pociąga za sobą konieczność monitoringu wybranych atmosfer gazowych. W niniejszym artykule zostaną przedstawione wyniki charakteryzacji warstwy gazoczułej (grafenu) w rezystancyjnym czujniku cienkowarstwowym, pozwalającym wykrywać niskie zawartości wodoru oraz dwutlenku azotu w atmosferze powietrza syntetycznego. Zostaną przedstawione m.in. obrazy topografii powierzchni oraz widma ramanowskie struktury. Analizowane będą zmiany, jakie zachodzą w strukturze (obserwowane na widmach ramanowskich) pod wpływem jej kontaktu z atmosferą zawierającą 3% wodoru.

EN

The environmental pollution entails the monitoring of selected gas atmospheres. In this paper, the results of characterization the thin film resistance sensor (characterization of grapheme - sensitive layer) will be presented. Such sensor can detect the hydrogen and nitrogen dioxide in the atmosphere of synthetic air at a very low level. There will be presented, among others, the images of topography and raman’s spectras of the structures. There will be analyzed changes which occure in the structure (observed at the Raman’s spectra) due to its contact with the atmosphere containing 3% hydrogen.

Słowa kluczowe

PL

grafen; sensory gazowe; Mikroskopia Sił Atomowych; spektroskopia ramanowska

EN

graphene; gas sensors; atomic force microscopy (AFM); Raman spectroscopy

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Śląskiej. Elektryka
• Rocznik: 2014
• Tom: z. 2-3
• Strony: 63--72
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz.

Twórcy

autor

Drewniak S.

• Politechnika Śląska. Wydział Elektryczny, Katedra Optoelektroniki, ul. Akademicka 2A, 44-100 Gliwice, Tel. [phone]

autor

Pustelny T.

• Politechnika Śląska. Wydział Elektryczny, Katedra Optoelektroniki, ul. Akademicka 2A, 44-100 Gliwice, Tel. [phone]

autor

Strupiński W.

• Zakład Epitaksji Związków Półprzewodnikowych, Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych w Warszawie, ul. Wółczyńska 133, 01-919 Warszawa, Tel. [phone]

autor

Pasternak I.

• Zakład Epitaksji Związków Półprzewodnikowych, Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych w Warszawie, ul. Wółczyńska 133, 01-919 Warszawa, Tel. [phone]

autor

Opilski Z.

• Politechnika Śląska. Wydział Elektryczny, Katedra Optoelektroniki, ul. Akademicka 2A, 44-100 Gliwice, Tel. [phone]

Bibliografia

• 1. Drewniak S., Pustelny T., Setkiewicz M., Maciak E., Urbańczyk M., Procek M., Opilski Z., Jagiello J., Lipinska L.: Investigations of SAW Structures with Oxide Graphene Layer to Detectiom of Selected Gases. „Acta Physica Polonica A” 2013, vol. 124, no. 3, p. 402-405.
• 2. Fowler J. D., Allen M. J., Tung V. C., Yang Y., Kaner R. B., Weiller B. H.: Practical Chemical Sensors from Chemically Derived Graphene, „ACSNANO” 2009, vol. 3, no. 2, p. 301-306.
• 3. Hwang S., Cho J. H., Lim J., Kim W. K., Shin H., Choi J. Y., Choi J. H., Lee S. Y., Kim J. M., Kim J. H., Kim J. H., Lee S., Jun S. Ch.: Graphene based NO2 gas sensor. Nanotechnology Materials and Derives Conference (NMDC), 2010, 12-15 Oct. 2010 Monterey, CA, 18-21.
• 4. Jakubik W., Urbańczyk M., Maciak E.: Palladium and Metal-Free Phthalocyanine Bilayer Structures for Hydrogen Detection in SAW Sensor System Based on Interaction Speed. „IEEE Sensor Journal” 2006, vol. 6, no. 5, p. 1178-1185.
• 5. Jakubik W., Urbańczyk M., Maciak E.: Metal-free phthalocyanine and palladium sensor structure with a polyethylene membrane for hydrogen detection in SAW system. „Sensors and Actuators B” 2007, 127, p. 295-303.
• 6. Liu X., Zhu H., Yang X.: An amperometric hydrogen peroxide chemical sensor based on grapheme- Fe3O4 multilayer films modified ITO electrode. „Talanta” 2011, 87, p. 243-248.
• 7. Mickelson W., Sussman A., Zettl A.: Low-power, fast, selective nanoparticle-based hydrogen sulfide gas sensor. „Applied Physics Letters 100” 2012, 173110. Online: http://dx.doi.org/10.1063/1.3703761.
• 8. Nomani M. W. K., Shishir R., Qazi M., Diwan D., Shielsd V. B., Spencer M. G., Tompa G. S., Sbrockey N. M., Koley G.: Highly sensitive and selective detection of NO2 using epitaxial grapheme on 6H-SiC. „Sensors and Actuators B: Chemical” 2010, vol. 150, issue 1, p. 301-307.
• 9. Pustelny T., Procek M., Maciak E., Stolarczyk A., Drewniak S., Urbańczyk M., Setkiewicz M., Gut K., Opilski Z.: Gas sensors based on nanostructures of semiconductors ZNO and TiO2, „Bulletin of the Polish Academy of Scences Technical Sciences” 2012, vol. 60, no. 4.
• 10. Ramya V., Palaniappan B.: Embedded system for Hazardous Gas detection and Alerting. „International Journal of Distributed and Parallel Systems (IJDPS)” 2012, vol. 3, no. 3.
• 11. Shafiei M., Arsat R., Yu J., Kalantar-Zadeh K., Wlodarski W., Dubin S., Kaner R. B.: Pt/Graphene Nano-sheet Based Hydrogen Gas Sensor. The 8th Annual IEEE Conference on Sensors IEEE SENSORS 2009 Conference, 25-28 Oct. 2009 Christchurch, New Zealand, p. 295-298.
• 12. Struk P., Pustelny T., Gołaszewska K., Borysiewicz M., Piotrowska A.: Badanie struktur sensorowych na bazie tlenku cynku na oddziaływanie z wybranym środowiskiem gazowym. „Elektronika” 2012, nr 9, s. 55-56.
• 13. Urbański T.: Widma Ramana a budowa cząsteczek. „Roczniki Chemii” 1937, p. 477.
• 14. Yao B., Wu Y., Cheng Y., Zhang A., Gong Y., Rao Y.-J., Wang Z., Chen Y.: All-optical Mach-Zehnder interferometric NH3 gas sensor based on graphene/microfiber hybrid waveguide. „Sensors and Actuators B” 2014, vol. 194, p. 142-148.
• 15. Zhang L.-S., Wang W. D., Liang X.-Q., Chu W.-S., Song W.-G., Wang W., Wu Z.-Y.: Characterization of partially reduced grapheme oxide as room temperature sensor for H2. „Nanoscale” 2011, 3, p. 2458-2460.