美国科学家发明新型有机晶管传感器

美国研究人员最近发布并发明了一种新型的有机传感器，能够感知环境的化学成分并做出反应。该设备由哥伦比亚大学的科林·努科尔斯和布鲁克海文国家实验室的合作伙伴共同制造。它的主要工作部分是切割单层碳纳米管和碳氢分子，放置在与切口的间隙中。由于碳氢化合物分子的导电性对环境中的化学成分非常敏感，因此这种晶体管可以用作极其敏感的化学传感器。(相关论文将于近期在专业期刊上发表。国家科学院)

该器件的制造方法是通过化学气相沉积在硅衬底上制造金属单层碳纳米管。然后使用精密光刻技术将碳纳米管切割成两半，在两半之间留下2至6纳米的间隙。除碳纳米管被切割形成晶体管的源极和漏极的间隙外，两端分别连接稍大的金属管套垫，硅表面作为栅电极。在电极被施加电压后，在源极和漏极之间将形成电流。之后，努科尔和他的同事在碳纳米管的空隙之间放置了一个多环芳烃分子，分子厚度为单层。因为这种分子的导电性与周围的化学环境有关，所以它可以用作传感器。

当该装置暴露于寡电子分子如四氰基醌二甲烷(TCNQ)时，碳氢化合物分子的导电性得到改善，流过电极的电流增加了一个数量级。这产生了一个可以清楚测量的电信号。尽管科学家们还没有完全确定电导率变化的原因，但他们认为这可能是由于低电子TCNQ分子与富含电子的碳氢化合物分子接触时产生了类似的掺杂效应，从而产生了新的载流子。科学家们还证实，这种传感器不仅能感知液体中的化学成分，还能像空气中的化学成分一样有效。