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有机分子传感器研制成功,高灵敏度有望整合进CMOS

2006年10月25日 14:55:00 中国传动网

据报道,美国纽约哥伦比亚大学的科学家使用有机分子作电线、炭纳米管做电极,制作出了可以探测爆炸物等混合物的超灵敏传感器。他们的结果在线发表在美国国家科学院会议记录上。 因为纳米尺寸的传感单元对所探测的物质格外地敏感,所以科学家们一直想把它们整合到电子设备中。但是问题是这些纳米尺寸的单元往往伴随了材料的选择问题。 进行这项研究的哥伦比亚大学的有机化学家Colin Nuckolls说:“通常的硅或者其他半导体制作的电路会自发地在表面形成一层氧化层,从而降低了它们对环境的灵敏度。另一方面,有机电子设备由许多层材料组成,也使它们相对地不敏感。而且因为其在液体中会溶解或降解而只能在空气中使用。” Nuckoll和他的同事们使用了一种叫做多环芳烃的有化合机物,这种有化合机物既可以作为传感单元使用又可以自己装配成单分子高的薄层。科学家们把这些有机物相隔几个分子的距离放置,然后刻蚀到1到2纳米半径的单壁纳米管上。有机物和纳米管都被放置在硅基底上。 Nuckoll说:“这些极细的有机分子层与通常方法制备的由很多有机分子组成的有机电子学元件相比,具有更高的对环境的灵敏度。这是因为,通常方法制备有机电子元件时,我们没有办法控制落到表面的分子数量。” 这些有机分子所在炭纳米管之间的微小空隙是这种传感器成功的关键。如果空隙太小了,有可能损害装置的性能。炭纳米管是必要的,因为它们可以与有机分子稳定地相连。以往不使用炭纳米管做电极的分子电子设备,由于分子和电极间的巨大尺寸差异,经常会发生接触不良的现象。 Nuckoll最后说:“这种装置应该可以探测包括TNT的各种爆炸物质。我们在尝试制造探测爆炸物的传感器原型,并打算把它整合到CMOS中。最终希望能使传感器整合在芯片中,结果用个人电脑读出。”

供稿:转工业控制

本文链接:http://www.chuandong.com/news/news.aspx?id=3346

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