Ivan Shtepliuk
1 Departamentul de Fizică, Chimie și Biologie, Universitatea Linköping, SE-58183, Linköping, Suedia
Jens Eriksson
1 Departamentul de Fizică, Chimie și Biologie, Universitatea Linköping, SE-58183, Linköping, Suedia
Volodymyr Khranovskyy
1 Departamentul de Fizică, Chimie și Biologie, Universitatea Linköping, SE-58183, Linköping, Suedia
Tihomir Iakimov
1 Departamentul de Fizică, Chimie și Biologie, Universitatea Linköping, SE-58183, Linköping, Suedia
Anita Lloyd Spetz
1 Departamentul de Fizică, Chimie și Biologie, Universitatea Linköping, SE-58183, Linköping, Suedia
Rositsa Yakimova
1 Departamentul de Fizică, Chimie și Biologie, Universitatea Linköping, SE-58183, Linköping, Suedia
Abstract
Introducere
Luând în considerare discuția de mai sus, se poate concluziona că există încă necesitatea de a crea instrumente analitice precise și în timp real pentru detectarea metalelor grele. O soluție la această problemă poate fi obținută nu numai prin îmbunătățirea tehnicilor existente, ci și prin dezvoltarea de noi abordări. Unul dintre cei mai promițători candidați pentru dezvoltarea detectoarelor în timp real pentru metale grele este grafenul [14]. Datorită suprafeței sale mari (2600 m 2/g) [15], a activității chimice ridicate [16] și a raportului semnal/zgomot excepțional de ridicat [17], grafenul oferă o platformă bogată pentru chimia suprafeței și condițiile dorite pentru detectare a metalelor grele datorită sensibilității puternice a proprietăților sale electronice la o modificare a concentrațiilor grupurilor funcționale de suprafață și a adsorbaților.
În multe cazuri, dispozitivele FET sunt considerate platforme de detectare eficiente pentru metalele grele [30-31]. Principalul dezavantaj al senzorilor pe bază de FET este fabricarea complexă, urmată de necesitatea creșterii straturilor dielectricelor de poartă high-k. Acești pași suplimentari pot duce la formarea unor stări de interfață neașteptate și incontrolabile, deteriorând caracteristicile de ieșire ale dispozitivelor și sensibilitatea acestora. O soluție mai simplă este utilizarea senzorilor de diode Schottky, care pot fi crescuți mai ușor, nu au izolator de poartă și o sensibilitate ridicată în regimurile de diode inversă și înainte.
tabelul 1
O revizuire a literaturii existente despre metoda de fabricație și proprietățile joncțiunii grafen/SiC Schottky.
| joncţiune | metoda de crestere | grosime | Înălțimea barierei Schottky [eV] | factorul de idealitate η | ref. |
| grafen/n-Si-4H-SiC | CVD | 1 ML | 1,16 ± 0,16 | 6.5 | [35] |
| grafen/n-C-4H-SiC | CVD | 1 ML | 1,31 ± 0,18 | 4.5 | |
| grafen/n-4H-SiC | CVD | 1 ML | 0,91 | 1.2–5.0 | [36] |
| grafen/n-4H-SiC | Sublimarea Si | câteva ML-uri | 0,08 | 1.24 | [37] |
| grafen/n-SiC | exfoliere | câteva ML-uri | 0,28 ± 0,02 | - | [38] |
| HOPG/n-SiC | aderarea van der Waals a BPOC despicat | multistratificat | 1.15 | 1,12-1,50 | [39] |
| grafen/n-4H-SiC | exfolierea BPOC | multistratificat | 0,8 ± 0,1 | - | [40] |
| grafen/n-4H-SiC | Sublimarea Si | 1-8 ML | 0,4 ± 0,1 | - | [41] |
| grafen/n-4H-SiC | exfoliere | câteva ML-uri | 0,85 ± 0,06 | - | |
| grafen/n-Si-6H-SiC | CVD | 1 ML | 0,35 ± 0,05 | - | [42] |
| grafen/n-C-4H-SiC | CVD | 1 ML | 0,39 ± 0,04 | - | |
| grafen/n-Si-6H-SiC | descompunerea termică | 2 ML | 1,15-1,45 | - | [43] |
| grafen/p-4H-SiC | Sublimarea Si | 1 ML | 1.5 | 2 | [44] |
| grafit/n-4H-SiC | grafitizarea în stare solidă | multistratificat | 0,3 ± 0,1 | - | [45] |
| grafit/p-4H-SiC | grafitizarea în stare solidă | multistratificat | 2,7 ± 0,1 | - | |
| grafen/n-Si-4H-SiC | descompunerea termică | câteva ML-uri | 1,07 ± 0,12 | 1,15 ± 0,04 | [46] |
| grafen/n-Si-4H-SiC | iradiere cu fascicul de electroni | 2 ML | 0,58 | 4.5 | [47] |
| grafen/n-Si-4H-SiC | iradiere cu fascicul de electroni cu energie redusă | 1 ML | 0,56 ± 0,05 | 4.5 | [48] |
| grafen/n-Si-6H-SiC | descompunerea termică | 2 ML | 0,9 | - | [49] |
Aici raportăm despre fabricarea diodelor de barieră grafit epitaxial/Si-face-4H-SiC Schottky cu uniformitate îmbunătățită a înălțimii barierei, formate pe grafen uniform de 1 ML. Pe baza calculelor teoriei funcționale a densității (DFT) și a descoperirilor experimentale, propunem o strategie pentru dezvoltarea unei platforme de detectare pentru detectarea metalelor grele toxice Cd, Hg și Pb.
Experimental
Procesul de creștere a sublimării de sus în jos într-un cuptor încălzit inductiv la 2000 ° C sub o presiune de argon de 1 atm [50] a fost utilizat pentru a sintetiza grafenul epitaxial de 1 ML pe 4H-SiC de tip n (dopat cu azot) (0001) substraturi. Un studiu al probelor crescute prin cartografierea reflectanței și caracterizarea Raman oferă dovezi pentru formarea grafenului monostrat [51]. Acoperirea de 1 ML este de aproximativ 99%, implicând astfel uniformitatea ridicată a grosimii grafenului.
- Greutatea ta este de 109 kg și înălțimea de 200 kg
- Curs masiv de nutriție și gătit online pentru îmbunătățirea comportamentelor alimentare și a compoziției meselor
- Greutatea ta este de 45 kg și înălțimea de 160 kg
- Greutatea ta este de 69 kg și înălțimea de 164 kg
- Greutatea ta este de 65 kg și înălțimea de 172 kg