Gas sensing with Van der Waals heterostructures-based nanodevices

Abstract

Los materiales bidimensionales han mostrado grandes avances en el campo de la detección infrarroja debido a sus intrigantes propiedades optoelectrónicas, que se exhiben por su respectiva alta movilidad de portadores y espectro de absorción de banda ancha. Hasta ahora, la detección óptica en estos materiales se ha logrado mediante nanopatrones, ya sea en los materiales 2D o en su entorno, lo que limita los polaritones a un factor de baja calidad o requiere el uso de técnicas complejas de nanofabricación, respectivamente. Además, la necesidad de un detector óptico externo hace que la integración de los sensores sea un gran desafío. El sensor de gas en nuestro trabajo elimina la necesidad de un detector adicional debido a la capacidad del grafeno de actuar como tal. Nuestra plataforma de detección tiene como objetivo detectar las resonancias vibratorias de los gases sin requerir una capa de funcionalización adicional. En este trabajo, hemos detectado experimentalmente gases orgánicos volátiles (COV) como acetona e IPA en un único dispositivo sensor. El límite de detección (LOD) del gas (acetona) fue de 2,8 ppm con una respuesta muy rápida de <1s de tiempo para la detección y recuperación.