&

研究人員利用“白色石墨烯”制造了微型傳感器

2017-06-30 10:17:50 作者：本網(wǎng)整理來源：材料科技在線分享至：

圖片來源：代爾夫特理工大學(xué)

荷蘭代爾夫特理工大學(xué)（TU Delft）的研究人員通過與英國(guó)劍橋大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行合作，發(fā)現(xiàn)了一種以可擴(kuò)展的方式來制造和清潔小型機(jī)械傳感器的方法。他們通過在硅襯底的小孔上放置片狀的六方氮化硼（h-BN）或“白色石墨烯”來達(dá)到制造這種傳感器的目的。這種新型的制造方法為未來的電子產(chǎn)品使用微型氣體和壓力傳感器創(chuàng)造了可能。

與石墨相類似，六方氮化硼（h-BN）也是一種具有蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的材料。但石墨具有良好的導(dǎo)電性能，而六方氮化硼（h-BN）則是絕緣體。這種對(duì)電不敏感的性能使六方氮化硼（h-BN）成為了高端潤(rùn)滑劑的首選材料，特別是在對(duì)絕緣性能要求較高的工業(yè)方面應(yīng)用廣泛。由于六方氮化硼（h-BN）具有比石墨更加穩(wěn)定的化學(xué)性能和熱學(xué)性能，因此它能夠在比較惡劣的環(huán)境下正常工作，比如可以在具有強(qiáng)紫外線的空間中進(jìn)行應(yīng)用。

結(jié)合力

雖然片狀石墨烯的層片可以用粘性膠帶從石墨中剝離，但如果想要得到單層的六方氮化硼（h-BN）卻困難得多。之所以會(huì)造成這樣的結(jié)果，是由于組成六方氮化硼（h-BN）的層片之間是彼此粘附在一起的，而且這種結(jié)合力比石墨等材料的強(qiáng)得多。因此，迄今為止只有很少的一部分研究人員對(duì)片狀六方氮化硼（h-BN）的性質(zhì)進(jìn)行了研究。本文主要作者圣地亞哥？卡塔米爾 - 布埃諾（Santiago J. Cartamil-Bueno）說：“世界上只有兩到三個(gè)機(jī)構(gòu)可以生產(chǎn)單一的片狀白色石墨層，而劍橋大學(xué)便是其中之一。多虧了與劍橋大學(xué)的有效合作，我們這個(gè)項(xiàng)目才得以成功。”

通過使用化學(xué)氣相沉積技術(shù)，劍橋大學(xué)的研究人員在一塊鐵箔上獲得了只有一個(gè)原子厚度的六方氮化硼（h-BN）薄片，或者稱之為“白色石墨烯”，然后他們把這層材料郵寄到了荷蘭的代爾夫特理工大學(xué)（TU Delft）。在那里，代爾夫特的研究人員通過一系列步驟，將透明的白色石墨烯片轉(zhuǎn)移到了含有微小圓形腔的硅基板上，從而制造了一種微觀的“鼓”。這些“鼓”可以用作機(jī)械諧振器，例如可以制成手機(jī)中的微型氣體或壓力傳感器。

諧振器的處理

盡管制造六方氮化硼（h-BN）諧振器本身就是一個(gè)重大的挑戰(zhàn)，但這個(gè)項(xiàng)目又提出了另一個(gè)更大的難題。將單原子片轉(zhuǎn)移到硅襯底上是制造過程中不可或缺的一個(gè)步驟，在這個(gè)轉(zhuǎn)移過程中，諧振器會(huì)被許多聚合物所污染。由于污染會(huì)改變傳感器的性質(zhì)，結(jié)果就是所有傳感器的行為可能略有不同，因此在制備過程中一般不愿出現(xiàn)這種污染物。“然而，為了在市場(chǎng)上超越正常的傳感器，所有傳感器都以完全相同的方式運(yùn)行顯得至關(guān)重要。”Cartamil-Bueno解釋說。

代爾夫特的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種解決方案：他們利用臭氧氣體設(shè)法對(duì)諧振器進(jìn)行處理。這種侵蝕性氣體可以除去所有的有機(jī)聚合物。然而，具有無機(jī)組分的聚合物PMMA會(huì)在諧振器上留下痕跡。Cartamil-Bueno表示：“幸運(yùn)的是，這個(gè)問題可以通過使用有機(jī)基材，在將白色石墨片轉(zhuǎn)移到空腔上的同時(shí)進(jìn)行解決。”因此，可以說，代爾夫特的研究人員為未來電子設(shè)備領(lǐng)域制造出令人難以置信的微型傳感器提供了理論證明。

更多關(guān)于材料方面、材料腐蝕控制、材料科普等方面的國(guó)內(nèi)外最新動(dòng)態(tài)，我們網(wǎng)站會(huì)不斷更新。希望大家一直關(guān)注中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)http://www.ecorr.org

責(zé)任編輯：殷鵬飛

《中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)電子期刊》征訂啟事

投稿聯(lián)系：編輯部

電話：010-62313558-806

郵箱：fsfhzy666@163.com

中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)官方 QQ群：140808414

免責(zé)聲明：本網(wǎng)站所轉(zhuǎn)載的文字、圖片與視頻資料版權(quán)歸原創(chuàng)作者所有，如果涉及侵權(quán)，請(qǐng)第一時(shí)間聯(lián)系本網(wǎng)刪除。