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美国科学家发明新型有机晶管传感器 |
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| 美国科学家发明新型有机晶管传感器 |
| 物理教育网 www.wuli.com.cn 文章来源：转载 发表时间：2006-8-2 8:40:26 阅读次数： |
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美国科学家发明新型有机晶管传感器
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 美国研究人员近日发布发明了一种新型有机传感器，这种传感器可以感知它所处环境的化学成份并做出反应。这个器件由美国哥仑比亚大学的Colin Nuckolls与布鲁克海文国家实验室的合作者共同制造，它的主要工作部分是一根切开的单层碳纳米管和置与切口间隙的碳氢化合物分子。由于碳氢化合物分子的导电率对环境中的化学成份非常敏感，所以这种晶体管可以作为一种极端灵敏的化学传感器。（相关论文将与近日发表于Pro.Natl.Acad.Sci）
这个器件的制作方法是，在一个硅基座上用化学蒸汽沉积法制造一根金属性单层碳纳米管。然后利用精密平版印刷技术将碳纳米管切成两半，两半之间留下2至6纳米的间隙。将稍大的金属管套垫分别与切开碳纳米管的间隙以外的两端相连，构成晶体管的源极和漏极，硅表面作为栅极。电极加上电压之后会在源极与漏极之间形成电流。之后，Nuckolls与同事在碳纳米管间隙之间放置了一种多环芳烃分子，厚度为单层分子。因为这种分子的电导率与周围化学环境有关，所以它可以作为一种传感器。
将这个器件曝露于寡电子分子如四氰基对苯醌二甲烷（TCNQ，tetracyanoquinodimethane）之中时，烃分子的导电性能提高，流经电极的电流提高了一个数量级。这样就产生了一个可以清楚地测量到的电信号。虽然科学家们尚未完全确定电导率变化的原因，但他们考虑很可能是因为寡电子的TCNQ分子与富电子的烃分子接触时发生了一种类似掺杂的效果，产生了新的载流子。科学家们还确定这种传感器不但可以感知液体中的化学成份，而且对空气中的化学成份一样有效。
图为器件结构图，黄色为金属电极，黑色网状管为单层碳纳米管，中间为烃分子
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| 文章录入：huangyongjun 责任编辑：周刚刚 |
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