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《霍尔传感器采用全cvd h- bn /石墨烯/ h- bn异质结构》

  • 来源专题：纳米科技
  • 编译者： 郭文姣
  • 发布时间：2017-11-16

  • 二维材料石墨烯由于其具有较高的电荷载体流动性和在室温下的低载流子浓度，对霍尔传感器具有很高的前景。在这里，我们报告了在石墨烯上的磁性霍尔传感器的可伸缩的批量制造，在六边形的氮化硼(h - bn)中使用商业上可用的大面积CVD材料。采用层转移技术和霍尔传感器制备的全cvd长h - bn /石墨烯/ h- bn范德华异质结构，采用1D边缘金属触点组成。电流相关的霍尔灵敏度最高可达97 V/ AT在室温下测量。在环境环境下，霍尔传感器在6个月的时间内表现出稳定的性能。这项工作为进一步发展全cvd 2D材料异质结构提供了进一步发展和制造技术的途径，并允许在实际应用中进一步改进霍尔传感器性能。

    ——文章发布于2017年11月09日

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  • 《Paragraf推出全新石墨烯基霍尔效应传感器》
    • 来源专题：中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：冯瑞华
    • 发布时间：2021-03-18
    • 3月11日，石墨烯基转换电子传感器领导者Paragraf宣布推出全新石墨烯基霍尔效应传感器，可适用于电池应用，如电动汽车（EV）领域。 石墨烯GHS01AT霍尔效应传感器经优化后可用于低场强和常温环境下。此外，它还可以将磁场测量分辨率提高到与复杂磁传感器的分辨率一样，并采用体积小且易于使用的霍尔传感器，从而可完成常规技术无法提供有效解决方案的监视任务。 新型GHS01AT霍尔效应传感器非常适合电池市场。在电池市场中，该传感器可为研究电池化学衍生物的有效性提供重要价值，并在开发过程形成影响因素。通过使用这些磁传感器，人们可以获得更详细及局部（点对点）的电池单元性能信息。 借助GHS01AT提供的性能参数，可得到详细的实时电流密度（局部电池内部电阻）图，即电池在重复充放循环中不同位置的所有变化。若出现热点，这些区域中的电池内阻的局部图可洞悉热点形成前的物理变化过程。 为实现质量管控，预警信号会在发出时被监控或扫描，而电流密度图可能会突出显示预警信号，甚至提供电池化学特性开发和概念设计所需的信息，防止潜在故障的发生或降低热逃逸风险。此外，该传感器还可用于测量流入和流出电池的电流，可作为测量实时磁场（电流）数据的间接方法，保障电池本身以及电池内部的极耳/母线在测试过程中不被破坏。 平面内杂散磁场通常会对其他传感器的准确性造成严重影响。但该GHS01AT采用石墨烯单层（厚度仅为0.34nm），可不受平面内杂散磁场的影响，且占用空间小，可获得高空间分辨率。 除传感器外，Paragraf还提供GHS阵列入门套件。该紧凑型板可使8个GHS01AT传感器同步测量。每个传感器都由1.5m串行接口电缆与探头连接，并配备Paragraf的可同时进行温度监测和磁测量数据温度校正的温度传感器。这种即插即用的硬件很容易集成到现有的数据采集系统中，将帮助制造商在开始阶段就可应用采用大量GHS01AT器件的大型测试设备。 Paragraf首席执行官Simon Thomas博士表示：“随着安全增加EV续航里程和缩短充电时间的需求不断增多，电池制造商们面临着开发更高性能产品的巨大压力。未来，电池将变得更小、更轻，并具有更高的功率密度和更快的充电响应能力。为此，电池制造商们需要获得可分析的高级测试数据。而随着GHS01AT的推出，电池制造商们可拥有进行分析所必需的技术。” Thomas博士还表示：“从磁场和空间分辨率两方面来看，GHS01AT性能均优于现有其他设备。这表示，电池制造商将首次可从电流密度角度汇编与产品内部结构有关的综合数据集。通过应用内置GHS01AT传感器的测试台，电池制造商将能延长所生产电池组的寿命并确保安全性。”
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  • 《基于石墨烯的生物传感器可以检测DNA癌症标记物》
    • 来源专题：纳米科技
    • 编译者：郭文姣
    • 发布时间：2020-03-31
    • 通过病人血液或血清的DNA癌症标记物可能通过基于石墨烯的生物传感器检测到，这可能会导致一段时间的液体活检。相反，在当今的设计中需要大量的DNA。 伊利诺伊大学香槟分校(University of Illinois at Urbana-Champaign)的科学家进行了一项新研究，发现将石墨烯压碎后，会产生电子“热点”，使其对DNA的敏感度提高1万倍以上。 科学家们表示，褶皱石墨烯可用于多种生物传感应用，以实现快速诊断。研究人员在《自然通讯》杂志上发表了他们的研究结果。 这种传感器可以检测到作为疾病标记的超低浓度分子，这对早期诊断很重要。它非常灵敏，成本低，使用方便，而且以一种新的方式使用石墨烯。 拉希德·巴希尔，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校生物工程学教授 巴希尔还是伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校Grainger工程学院的院长。 虽然在核酸(如DNA或它的近亲RNA)中寻找癌症序列的迹象的概念并不新鲜，但这是第一个可以识别微量癌症序列的电子传感器，就像那些可能在患者血清中发现的序列一样，不需要额外的处理。 当你患了癌症，某些序列会过度表达。但是我们不需要花费大量的时间和金钱来对某人的DNA进行测序，我们可以检测出那些特定的片段，它们是DNA和RNA中的癌症生物标记，从肿瘤中分泌到血液中。 Michael Hwang，本研究第一作者和博士后研究员，Holonyak微纳米技术实验室，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校 石墨烯是一种测量一个原子厚度的扁平碳片。这是一种低成本和著名的材料，用于电子传感器。但是到目前为止设计的核酸传感器需要一个被称为扩增的过程，在这个过程中，一个RNA或DNA片段被分离出来，并在试管中复制几次。但这一过程耗时较长，容易出错。 因此，Bashir的团队着手提高石墨烯的传感能力，使样品无需直接放大DNA就可以进行测试。 其他几种提高石墨烯电子性能的方法都采用了精心设计的纳米级结构。伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(University of Illinois at Urbana-Champaign)的研究团队并没有制造出独特的结构，只是将一张薄薄的塑料片展开，然后将石墨烯覆盖在上面，最后释放出塑料中的张力。这导致石墨烯卷曲并发展成一个皱巴巴的表面。 然后，研究人员测试了褶皱石墨烯在缓冲溶液和未稀释的人类血清中检测DNA和与癌症相关的microRNA的能力。研究小组观察到，与扁平石墨烯相比，这种褶皱石墨烯的性能提高了数万倍。 “这是迄今为止报道的对生物分子电检测的最高灵敏度。在此之前，我们需要样本中成千上万的分子来检测它。有了这个装置，我们可以检测到只有几个分子的信号。”“我原以为灵敏度会有所提高，但没想到会是这样。” 为了找出感知能力增强的原因，机械科学与工程教授纳拉亚纳·阿鲁鲁(Narayana Aluru)和他的研究团队利用全面的计算机模拟来分析褶皱石墨烯的电学特性，以及DNA如何与传感器表面进行物理通信。 研究小组发现，褶皱石墨烯中的空洞表现为电热点，同时充当了一个陷阱，拉出并保留RNA和DNA分子。 该研究的第一作者之一、研究生Mohammad heiran说:“当你将石墨烯揉皱并形成这些凹区时，DNA分子就会与石墨烯表面的曲线和空洞相吻合，这样更多的分子与石墨烯相互作用，我们就能检测到它。”“但当你有一个平坦的表面时，溶液中的其他离子更喜欢这个表面，而不是DNA，因此DNA与石墨烯的相互作用不大，我们无法检测到它。” 此外，当石墨烯被压皱时，在材料中产生的应变改变了它的电学性质，并产生了带隙——电子通过材料时必须克服的能量障碍。这种带隙使褶皱石墨烯对RNA和DNA分子上的电荷反应更灵敏。 这种带隙电势表明，褶皱石墨烯也可以用于其他应用，如纳米电路、二极管或柔性电子器件。 Amir Taqieddin，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究合著者和研究生 虽然DNA被用于生物分子的折叠石墨烯敏感性的初步演示，但最新的传感器可以用于检测广泛的目标生物标志物。巴希尔的研究团队目前正在对传感器中褶皱的石墨烯进行小分子和蛋白质的测试。 “最终的目标将是为一种手持设备制造墨盒，这种设备可以检测几滴血液中的目标分子，例如，通过监测血糖的方式。”我们的愿景是用一种便携的格式快速测量数据。”Bashir总结道。 这项研究由国家科学基金会通过伊利诺伊州材料研究科学与工程中心提供资金支持。Aluru和Bashir还隶属于贝克曼先进科学技术研究所和伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校材料研究实验室。
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