单层石墨烯带传输模式及其对气体分子振动谱的传感特性研究?

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杨晶晶, 李俊杰, 邓伟, 程骋, 黄铭. 2015: 单层石墨烯带传输模式及其对气体分子振动谱的传感特性研究?, 物理学报, null(19): 198102. doi: 10.7498/aps.64.198102
引用本文: 杨晶晶, 李俊杰, 邓伟, 程骋, 黄铭. 2015: 单层石墨烯带传输模式及其对气体分子振动谱的传感特性研究?, 物理学报, null(19): 198102. doi: 10.7498/aps.64.198102
Yang Jing-Jing, Li Jun-Jie, Deng Wei, Cheng Cheng, Huang Ming. 2015: Transmission mo de of a single layer graphene and its p erformance in the detection of the vibration sp ectrum of gas molecular, Acta Physica Sinica, null(19): 198102. doi: 10.7498/aps.64.198102
Citation: Yang Jing-Jing, Li Jun-Jie, Deng Wei, Cheng Cheng, Huang Ming. 2015: Transmission mo de of a single layer graphene and its p erformance in the detection of the vibration sp ectrum of gas molecular, Acta Physica Sinica, null(19): 198102. doi: 10.7498/aps.64.198102

单层石墨烯带传输模式及其对气体分子振动谱的传感特性研究?

Transmission mo de of a single layer graphene and its p erformance in the detection of the vibration sp ectrum of gas molecular

  • 摘要: 自2004年石墨烯被成功制备以来,相关研究引起了广泛关注,其中,传感应用是一个重要方向。目前,有关石墨烯传感特性的研究都集中在低频,即根据分子附着引起的电导率变化来实现检测。然而,由于大部分分子吸附都会使电导率发生变化,因此该方法难以区分不同分子的特征。论文基于Kubo公式,结合数值仿真方法研究了单层石墨烯带的传输模式,分析了有效模式指数与模式传输特性的关联,证实了波导模的局域性和宽带特性。同时,利用一阶波导模与气体作用引起的传输强度的变化反演分子振动谱。以SO2, CO和C7H8气体的传感为例,基于本征分析验证了方法的有效性。结果表明,传输模式与分子作用能够产生耦合共振增强,并且其变化趋势与气体分子振动谱一致;在传输方向上,分子与传输模式的作用范围越大,则模式传输强度的变化越大。该研究为实现气体分子指纹的识别和检测奠定了理论基础。
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出版历程
  • 刊出日期:  2015-10-15

单层石墨烯带传输模式及其对气体分子振动谱的传感特性研究?

  • 云南大学无线创新实验室,信息学院,昆明 650091
  • 云南大学化学科学与工程学院,昆明,650091
  • 云南省无线电监测中心,昆明,650228

摘要: 自2004年石墨烯被成功制备以来,相关研究引起了广泛关注,其中,传感应用是一个重要方向。目前,有关石墨烯传感特性的研究都集中在低频,即根据分子附着引起的电导率变化来实现检测。然而,由于大部分分子吸附都会使电导率发生变化,因此该方法难以区分不同分子的特征。论文基于Kubo公式,结合数值仿真方法研究了单层石墨烯带的传输模式,分析了有效模式指数与模式传输特性的关联,证实了波导模的局域性和宽带特性。同时,利用一阶波导模与气体作用引起的传输强度的变化反演分子振动谱。以SO2, CO和C7H8气体的传感为例,基于本征分析验证了方法的有效性。结果表明,传输模式与分子作用能够产生耦合共振增强,并且其变化趋势与气体分子振动谱一致;在传输方向上,分子与传输模式的作用范围越大,则模式传输强度的变化越大。该研究为实现气体分子指纹的识别和检测奠定了理论基础。

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