Властивості чутливості графена до металевих наночастинок

Автори Н.Н. Конобєєва, А.С. Кульбіна, І.В. Запороцкова, М.Б. Бєлонєнко
Приналежність

Волгоградський державний університет, 400062 Волгоград, Росія

Е-mail yana_nn@volsu.ru
Випуск Том 11, Рік 2019, Номер 6
Дати Одержано 20 березня 2019; у відредагованій формі 03 грудня 2019; опубліковано online 13 грудня 2019
Посилання Н.Н. Конобєєва, А.С. Кульбіна, І.В. Запороцкова, М.Б. Бєлонєнко, Ж. нано- електрон. фіз. 11 № 6, 06021 (2019)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.11(6).06021
PACS Number(s) 61.72.S –, 73.22.Pr
Ключові слова Графенова нанострічка (3) , Провідність (84) , Металеві частинки.
Анотація

У роботі досліджено вплив наночастинок металу на властивості чутливості графена відносно молекул газу, адсорбованих на його поверхні на прикладі наночастинок міді. Вплив атома металу враховується шляхом зміни стрибкового інтегралу для прилеглих до нього областей. Такі особливості зумовлені наявністю металевих наночастинок на поверхні графенової нанострічки, яка змінює гібридизацію пі-електронів у безпосередній близькості до місця адсорбції атома металу. Перш за все, ми використовуємо перехід від двовимірного масиву, що відповідає ділянкам площини графена, до одновимірного масиву для визначення щільності станів системи що розглядається. По-друге, ми ґрунтуємося на чисельній діагоналізації гамільтоніана для прямокутної нанострічки графена у наближенні жорсткого зв’язку. Це дозволяє оцінити реакцію системи на основі вольт-амперної характеристики для тунельного контакту нанострічки графена з різними матеріалами. У роботі ми вибираємо метал та квантові точки. Найкращі результати були продемонстровані щодо чутливості до адсорбованих молекул газу для контактів з цими матеріалами. У цьому випадку тунельна щільність струму обчислюється із щільності станів системи. Оздоблення площини графена мідними нано-частинками суттєво змінює опір у тунельному контакті нанострічки з квантовими точками або з металом. Також ми спостерігаємо підвищення чутливості графенових нанострічок до домішок із збільшенням концентрації металевих наночастинок. Таким чином, ми пропонуємо підхід, заснований на вивченні тунельного струму, який має ряд переваг, оскільки дозволяє оптимізувати вибір другого зразка для досягнення найбільшої чутливості. Не менш важливим є той факт, що різні типи контактів можуть бути більш оптимальними для визначення різних типів домішок.

Перелік посилань