Abstract: Аллотропные модификации углерода, такие как углеродные нанотрубки (УНТ), крайне чувствительны к изменению зарядового состояния поверхности, что делает их отличными кандидатами для сенсоров с высокой чувствительностью. Нековалентная модификация является эффективным методом настройки физико-химических свойств УНТ. По сравнению с ковалентными методами, нековалентная стратегия обладает несколькими замечательными преимуществами. Это простая, универсальная методика, которая увеличивает концентрацию и подвижность носителей заряда и не приводит к образованию дефектов и существенным деформациям структуры. В настоящей работе показана возможность использования донорной молекулы тетратиафульвалена (TTF) и акцепторной молекулы тетрацианохинодиметана (TCNQ) в качестве молекулярных допантов для увеличения отклика на NO2 и NH3, соответственно. Полное покрытие углеродного материала органическими молекулами делает их рецепторным слоем при детектировании молекулы аналита. Адсорбция аммиака или диоксида азота на поверхности гибридного материала приводит к переносу заряда между слоем TTF(TCNQ) и адсорбированной молекулой, что в свою очередь изменяет перенос заряда между TTF(TCNQ) и углеродной нанотрубкой. Наиболее сильное перераспределение в системе наблюдается, когда адсорбированная молекула и органический допант имеют противоположное влияние. Полученный подход может быть интересен как при разработке сенсорных материалов, так и при проектировании сенсорных массивов для обнаружения и идентификации компонентов в многокомпонентном газе смеси.

Cite: Сысоев В.И. , Лаврухина С.А. , Гурова О.А. , Булушева Л.Г. , Окотруб А.В.
Улучшение сенсорных свойств углеродных нанотрубок путем молекулярного допирования
Четвертая Российская конференция «Графен: молекула и 2D-кристалл» 14-18 авг. 2023