Sensores de gás e estudo de novos dispositivos baseados em grafeno

• Processo: 09/17111-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2010
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2013
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica
• Pesquisador responsável: Antonio Carlos Seabra
• Beneficiário: Luis Enrique Gomez Armas
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Nanosensores Pontos quânticos Grafenos Sensores de gases
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Grafeno | litografia eletronica | magnetotransporte em sensores | pontos quânticos | Sensores de gás | transistores de grafeno | nanosensores

Resumo

Pretende-se com este projeto de pesquisa desenvolver a fabricação de sensores de gás baseados em grafeno (camada atômica de grafite) de tamanho micrométrico, os quais são capazes de detectar efeitos individuais quando uma molécula de gás é absorvida ou liberada da superfície do grafeno. O princípio de operação destes sensores (dispositivos) pode ser explicado através da mudança da resistividade quando o gás está em contato com o grafeno. Estes dispositivos serão fabricados de monocamadas e bicamadas de grafeno, de diferentes geometrias as quais serão devidamente identificadas mediante as técnicas de caracterização: microscopia-Raman e microscopia de força atômica. Em seguida, fazendo uso de litografia optica e eletrônica serão gravados os contatos elétricos sobre os dispositivos. Quando estivermos com os dispositivos fabricados, medidas experimentais preliminares serão realizadas para verificar a qualidade dos contatos elétricos, antes de passar a medidas mais automatizadas (função do tempo). Para esta finalidade, medidas da corrente fonte-dreno (Isd) em função das tensões fonte-dreno (Vsd) e porta (Vg) serão realizadas, obtendo um comportamento linear e um formato tipo V, neste último caso aparece o chamado ponto de Dirac (VDirac); será verificado "se há dopagem do grafeno pelo gás" realizando medidas de Isd x Vg antes e depois do sensor ser exposto ao gás.Resultados obtidos por diversos grupos de pesquisa mostraram que, sensores de gás baseados em grafeno são capaces de detectar gases tóxicos de uma maneira mais rápida e eficiente que os sensores de gás convecionais [1, 2, 3, 4]. Considerando estes avanços logrados até o momento, nossa contribuição estará enfocada a comprovar a viabilidade dos sensores de gás baseados em grafeno, a fim de verificar a repetibilidade e reprodutibilidade (não comprovados até o momento), com o qual se poderia dar começo à fabricação destes sensores em grandes quantidades, o que significaria um grande avanço tecnológico na área. Neste projeto também se pretende realizar o desenvolvimento de novos dispositivos baseados em grafeno (transistores), assim como medidas de magnetotransporte a baixa temperatura, com a finalidade de estudar efeitos quânticos e o gap de energia (Eg) nos dispositivos