瑞典查爾默斯工業(yè)大學的研究人員與其他大學的同事一起發(fā)現(xiàn)了制備單原子薄鉑金用作化學傳感器的可能性。該結(jié)果最近發(fā)表在科學雜志《先進材料界面》上。

沉積在碳“緩沖層”表面上的鉑原子示意圖，該碳“緩沖層”是在碳化硅上外延生長的石墨烯狀的2-D絕緣材料，可實現(xiàn)鉑的二維生長。

簡而言之，我們設(shè)法使金屬層的厚度只有一個原子，是一種新材料。我們發(fā)現(xiàn)，這種原子級薄的金屬對其化學環(huán)境非常敏感。當它與氣體相互作用時，其電阻會發(fā)生很大變化。 ”，Chalung Ho Kim，查爾默斯大學微技術(shù)與納米科學系量子設(shè)備物理實驗室的博士后，也是本文的主要作者。

研究的實質(zhì)是在石墨烯以外的二維材料的發(fā)展。

量子裝置副教授塞繆爾·拉拉·阿維拉(Samuel Lara Avila)表示：“原子薄的鉑可能對化學物質(zhì)的超靈敏和快速電檢測有用。我們已經(jīng)詳細研究了鉑的情況，但其他金屬(如鈀)也產(chǎn)生了相似的結(jié)果。物理實驗室和本文的作者之一。

研究人員使用了原子級薄鉑的靈敏的化學-電轉(zhuǎn)換能力，以十億分之一的水平檢測有毒氣體。他們通過檢測苯來證明了這一點，苯是一種即使在非常低的濃度下仍會致癌的化合物，并且不存在低成本的檢測設(shè)備。

林雪平大學應(yīng)用傳感器科學部門負責人，該論文的合著者詹斯·埃里克森說：“使用原子薄金屬的這種新方法對于未來的空氣質(zhì)量監(jiān)測應(yīng)用非常有前途?！?/p>

通過將納米結(jié)構(gòu)材料作為有源傳感元件來提高固態(tài)氣體傳感器的靈敏度，可能會由于對界面的影響而變得復(fù)雜。納米顆粒，顆?；蚪佑|點的界面可能會導(dǎo)致電流-電壓響應(yīng)非線性，高電阻，最終導(dǎo)致電噪聲，從而限制了傳感器的讀數(shù)。

這項工作報告了通過在碳化硅上外延生長的零碳層(也稱為緩沖層)上進行物理氣相沉積，可以制備一層原子厚度的電連續(xù)鉑層的可能性。在3–4?的薄Pt層中，由于電荷轉(zhuǎn)移到Pt或從Pt轉(zhuǎn)移，金屬的電導(dǎo)率在與化學分析物相互作用時受到強烈調(diào)節(jié)。與化學物質(zhì)的強相互作用以及材料的可擴展性，使得能夠制造化學電阻器設(shè)備，以化學方式對化學物質(zhì)進行電子讀取，檢測限低于十億分之幾(ppb)。通過原子級薄的鉑碳零上形成2-d系統(tǒng)層 碳化硅上的碳納米管為彈性和高靈敏度化學檢測開辟了一條途徑，并且可以成為設(shè)計具有優(yōu)異活性和選擇性的新型多相催化劑的途徑。