Opis projektu
Wysokosprawnościowe czujniki gazu na bazie materiałów dwuwymiarowych
Czujniki gazowe to urządzenia elektroniczne służące do identyfikowania różnych rodzajów gazu. Zwykle używa się ich do wykrywania gazów toksycznych i wybuchowych, a także do pomiaru stężenia gazu w atmosferze. Tranzystory polowe o wysokiej częstotliwości (ang. field-effect transistors, FET) mogłyby stać się przyczynkiem do dalszych badań nad nową generacją urządzeń elektronicznych o wysokiej częstotliwości, w tym czujników gazu. Celem finansowanego z działania „Maria Skłodowska-Curie” projektu HF2ET2D jest wykorzystanie potencjału materiałów dwuwymiarowych do opracowania czujników gazu o wysokiej częstotliwości i ich wykorzystanie w nienadzorowanych sieciach czujników gazowych. Prace będą się koncentrowały na względnie nowych materiałach, takich jak czarny fosfor, mieszanina indu i selenu oraz diselenek platyny, którym nie poświęcano dotychczas zbyt wiele uwagi. Tymczasem doskonałe właściwości elektryczne i optyczne tych materiałów oraz ich zdolność do wykrywania gazu mogą przyczynić się do wyprodukowania czujników gazowych typu FET o wysokiej częstotliwości i niezrównanej sprawności.
Cel
Human safety and the protection of air quality would clearly benefit from the deployment of widespread, unattended, wireless networks with gas sensing capabilities. While the Internet of Things (IoT) is on the rise (3.2 billion devices connected by 2023), the 5G will improve IoT performance and reliability. The development of high frequency field effect transistors (HF-FETs) for wireless networks is fuelling the research in a new generation of high frequency electronics employing new nanomaterials. In this context, the HF2ET2D aims at the synthesis of two-dimensional (2D) materials and at the fabrication of HF-FETs in order to realize high frequency gas sensors for being integrated in the new generation of unattended gas sensor networks. Additionally, it aims at improving sensor performance (sensitivity and selectivity) by using surface functionalization and light excitation. 2D materials like black phosphorus, Indium Selenium (InSe) and Platinum Diselenide (PtSe2) are still very new materials, which deserve being investigated further. Their rich electrical-optical-gas sensing properties will allow us to fabricate high frequency FET gas sensors with superior performance. The crystalline quality of these materials, their good carrier mobility and high on/off current will affect the figure of merit of the HF-FETs (maximum frequency of oscillation and the cut-off frequency). Direct band gap, good light absorbance, and high photo-responsivity are interesting factors to enhance the electrical characteristics of the transistors and ameliorate the repeatability and drift issues often experienced with gas sensors. Ultra large surface to volume ratios, rich surface chemistry and favourable surface energy levels for gas adsorption will allow to obtain room temperature gas sensors and avoid the high operation temperature of commercially available metal oxide gas sensors, at an affordable cost.
Dziedzina nauki
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringinformation engineeringtelecommunicationstelecommunications networksmobile network5G
- natural scienceschemical sciencesinorganic chemistryinorganic compounds
- engineering and technologynanotechnologynano-materialstwo-dimensional nanostructures
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringsensorssmart sensors
- engineering and technologyenvironmental engineeringair pollution engineering
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordynator
43003 Tarragona
Hiszpania