Optimization of Carbon Nanotube Based Chemical Sensors Through Micro-Raman Enabled Defect Analysis

通过显微拉曼缺陷分析优化基于碳纳米管的化学传感器

基本信息

  • 批准号:
    1057565
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 36万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2011
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2011-03-01 至 2016-02-29
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Abstract: The objective of this research is to develop highly efficient carbon nanotube (CNT) based chemical sensors through in-situ identification and manipulation of defects in the CNT conduction channel. These defects play a central role in CNT electrochemical sensitivity but there has been no rigorous study of how specific defect types and/or distributions affect actual CNT-based devices. The approach is based on a unique and highly integrated process involving micro-Raman spectroscopy, electron microscopy, numeric modeling and microenvironment electrical characterization.This research tackles one of the principle roadblocks to the enormous potential of CNT-based chemical sensors. The intellectual merit includes: (1) the development and evaluation of low-cost CNT-based chemical sensors with improved analyte sensitivity, efficiency and selectivity; and (2) the advancement of nanometrology by combining both fundamental material and device characterization techniques with numerical modeling. This comprehensive three-pronged approach has never been employed to systematically examine CNT conduction channels in actual working devices. The proposed research will provide an in-depth understanding of how these defects affect the performance of working nanodevices and enable a new methodology for characterizing nanoelectronics.The various research activities of this project will involve minority undergraduate students and girls from local K-12 schools through NSF-sponsored LSAMP/REU and Oregon Saturday Academy programs to enable students to learn research skills and to join a competitive workforce in the future. The research findings will be disseminated broadly through journal publications, conference presentations, seminars, and the PIs? websites.
摘要:本研究的目的是通过原位识别和操纵 CNT 传导通道中的缺陷来开发基于碳纳米管(CNT)的高效化学传感器。这些缺陷在 CNT 电化学灵敏度中发挥着核心作用,但尚未对特定缺陷类型和/或分布如何影响实际的基于 CNT 的器件进行严格的研究。该方法基于独特且高度集成的过程,涉及微拉曼光谱、电子显微镜、数值建模和微环境电气表征。这项研究解决了基于碳纳米管的化学传感器的巨大潜力的主要障碍之一。智力优势包括:(1)开发和评估低成本的基于碳纳米管的化学传感器,提高分析物的灵敏度、效率和选择性; (2) 通过将基本材料和器件表征技术与数值建模相结合来推动纳米计量学的进步。这种全面的三管齐下的方法从未被用来系统地检查实际工作设备中的碳纳米管传导通道。拟议的研究将深入了解这些缺陷如何影响工作纳米器件的性能,并提供一种表征纳米电子学的新方法。该项目的各种研究活动将涉及当地 K-12 学校的少数民族本科生和女生,通过NSF 赞助的 LSAMP/REU 和俄勒冈周六学院项目使学生能够学习研究技能并在未来加入有竞争力的劳动力队伍。研究结果将通过期刊出版物、会议演讲、研讨会和 PI 广泛传播?网站。

项目成果

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知道了