近期，能源与机械工程学院材料学科组陈铜副教授等人在功能性全碳纳米气体传感器件中取得重要进展，研究成果“
A Comparative Study of the Electronic Transport and Gas-Sensitive Properties of Graphene+, T
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graphene, Net-graphene, and Biphenylene-Based Two-Dimensional Devices
”为题被选为cover发表在国际重要学术期刊《
ACS Sensors
》
。21级研究生谢路珍作为第一作者，陈铜副教授为通讯作者，江西理工大学为第一通讯单位。
期刊：《ACS Sensors》 影响因子：8.9 分区：一区Top
碳材料的多样性使得制备具有不同性能和功能的全碳电子器件成为可能。作为现代材料科学的重要课题之一，石墨烯基碳材料及其应用的研究受到了广泛的关注，研究石墨烯+、T-石墨烯、Net-石墨烯和联苯的输运和气敏性质将是非常有前途和有趣的。结合密度泛函理论和非平衡格林函数，系统研究了石墨烯+、T-石墨烯、Net-石墨烯和联苯四种碳异构体的电子输运性质以及对NO2、NO、NH3等氮基气体分子的气敏性质，并进行了对比分析。这四种碳异构体均表现出金属特性，特别是石墨烯+是一种狄拉克金属，因为在费米能级上有两个狄拉克锥。基于这四种碳异构体的二维器件表现出良好的导电性能，其顺序为联苯> T-石墨烯>石墨烯+ > Net-石墨烯。更有趣的是，基于Net-石墨烯和基于联苯的器件表现出显著的各向异性输运特性。基于上述四种结构的气体传感器对NO2分子均具有良好的选择性和灵敏度，其中以T-石墨烯基气体传感器最为突出，其∆I最大值为39.98 uA，仅为本征器件的五分之三。此外，基于石墨烯+和基于联苯的气体传感器对NO分子也很敏感，其∆I最大值分别为29.42和25.63 uA。然而，这四个气体传感器对于NH3都呈现为物理吸附。通过吸附能、电荷转移、电子定位函数和轨道投影哈密顿量，清楚地解释所有性质背后的机制。这四种碳材料具有卓越的导电性能、高稳定性、高灵敏度和良好的环境包容性，展现出它们在未来气体传感器应用中不可估量的潜力。
文献网页：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acssensors.3c01087
