【原】新材料|在欧盟“石墨烯旗舰”项目支持下，爱尔兰研制出基于PtSe2的超快超敏感气体传感器

图为PtSe2结构和对应气体传感器

图为主要研究人员，从左到右依次是Kangho Lee、Niall McEvoy 和Georg Duesberg。

材料生长

产生新TMD使用的是金属转化方法。铂金薄膜在400摄氏度硒蒸汽中通过热辅助方式转换为PtSe2。PtSe2是可稳定生长的TMD。主要研究人员、都柏林三一学院的Georg Duesberg表示：“我们对材料进行了筛选研究来检查几种不同材料的组合。因为很容易做，金属的转化在寻找新材料中非常有帮助。对于其他起作用的组合，很多立刻就被氧化了，性能不稳定。我们非常幸运能够找到一个最有效点，并能够在大规模上合成”。

优势

PtSe2的好处之一是其合成方法与硅芯片制造工艺兼容。负责生长实验的都柏林三一学院的研究人员Niall McEvoy说：“我们在400摄氏度制造PtSe2，使得其可以满足集成电路的后道制造工艺（BEOL）。这意味着它可与现有器件结构结合来增加新的功能。”BEOL通常在实际硅芯片制造之后，很关键的一点是温度要低于450摄氏度以此保证集成电路的功能。

Duesberg增补到：“与硅集成电路制造工艺兼容对于“石墨烯旗舰”项目推进产业化应用非常重要，它可以在芯片顶部生产，具备在物联网、传感器等领域应用的潜力”。

性能测试

为了展示新材料可能的应用，研究人员测试了其感知NO2中的能力。从事气体感知实验的都柏林三一学院的研究人员Kangho Lee表示：“我们对所有在实验室生长的材料都用于气体传感器进行了测试。PtSe2显示出卓越的结果，包括高敏感度、极短的反馈时间和近完全恢复。”PtSe2表面吸收气体分子后，材料的导电性发生了改变，电阻降低。

研究人员验证PtSe2具有非常高的敏感度，在室温下能够测量到100ppb NO2；能够在几秒内检测出低剂量气体，并能够在惰性氛围完全复原后的几分钟内完全恢复。

应用

对于商业传感应用，传感器必须只对特殊气体做出反馈，这样才能监控环境条件中的变化。McEvoy对PtSe2经处理后具备所需选择性感知特性持积极态度。McEvoy表示：“通过增加部分处理步骤来增加选择性，PtSe2具备用于一系列工业化学感知应用的潜力。”对于发展选择性传感能力的途径之一是增加研究所选气体的化学组。