Проекты

Физическая модель детектора газов на основе графена

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» в секции «Прикладная химия. Материаловедение» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Прикладная химия
Авторы работы: ГБОУ Школа имени Маршала В.И. Чуйкова
Предметы: Химия
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Наука для жизни» 04−05 апреля 2019 года

Актуальность

Графен − относительно новый углеродный материал, набравший за последние годы большую популярность благодаря своим уникальным физико-химическим свойствам. Одной из особенностей графеновых структур является зависимость электрофизических свойств от морфологии материала и параметров внешней атмосферы. Адсорбированные на поверхности графеновых структур молекулы различных газов, таких как О2, CO, NO и др., могут изменять сопротивления материалов, причём значительно, благодаря чему на основе графена возможно создание высокочувствительных детекторов этих газов.

Цель работы: создать физическую модель газового сенсора на основе микроразмерных образцов графена.

Содержание работы

Работа была разделена на три этапа:

• Получение и локализация флейков графена на стеклянных подложках.

• Создание топологии поверхности на подложке. 

• Нанесение тонкого слоя металла на подложку.

Была разработана технология подсоединения проводящих дорожек к флейку графена. Для подведения проводящих контактов к графену использовали метод фотолитографии, с помощью которого создаётся нужный рисунок на фоторезисте. После подложка покрывалась металлом методом химического никелирования, обрабатывалась ацетоном, под воздействием которого фоторезист вместе с металлом снимался, а на стекле оставались контакты в форме шаблона для засветки.

Выводы

Физика использованного явления изменения сопротивления не до конца понятна. Предложенная физическая модель газового сенсора вполне пригодна для дальнейших исследований в этом направлении