AM:金属有机框架功能化的石墨烯晶体管用于分子传感
芣苢 西瓜 2021-09-09

石墨烯本征地对邻近电介质和局部电荷分布敏感,这种特性可以通过石墨烯场效应晶体管中狄拉克点的位置来探测。将其用作传感需要选择性;然而,石墨烯本身没有表现出分子特异性的相互作用。作为补充,金属有机框架可以通过设计,对特定分子种类产生选择性吸附。近日,卡尔斯鲁厄理工学院Ralph Krupke,Lars Heinke等在石墨烯场效应晶体管(GFET)上直接生长surface-mounted金属有机框架(SURMOF),实现了选择性乙醇传感。

本文要点:

1该SURMOF/GFET传感器是通过电子束光刻、金属化、蚀刻、涂层、原子层沉积(ALD)和液相合成等多个步骤制备的。

2当SURMOF/GFET暴露于乙醇时,作者观察到狄拉克点前所未有的偏移,高达15 V,而对异丙醇、甲醇和其它空气成分(包括水)的响应微乎其微。

3作者介绍了该杂化材料传感器的合成及其功能特性的调节,并提出了一个模型来解释狄拉克点电压偏移的起源、幅度和方向。

MOFs薄膜可以有无数种变化,再加上可以对MOFs和GFET之间的界面进行化学工程设计,该工作可推动一类全新的具有定制选择性和灵敏度的MOF/GFET传感器的制备。

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Sandeep Kumar, et al. Sensing Molecules with Metal–Organic Framework Functionalized Graphene Transistors. Adv. Mater., 2021

DOI: 10.1002/adma.202103316

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202103316

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