Ein einziges Atom dünnes Platin macht einen großartigen chemischen Sensor
Atomar dünnes Platin könnte für den ultraempfindlichen und schnellen elektrischen Nachweis von Chemikalien nützlich sein
Forscher der Chalmers University of Technology, Schweden, haben zusammen mit Kollegen von anderen Universitäten die Möglichkeit entdeckt, einatomiges dünnes Platin für die Verwendung als chemischer Sensor vorzubereiten. Die Ergebnisse wurden kürzlich in der wissenschaftlichen Zeitschrift Advanced Material Interfaces veröffentlicht.
Ein Schema von Platinatomen, die auf der Oberfläche der Kohlenstoff-"Pufferschicht" abgeschieden sind, die ein graphenartiges 2D-Isoliermaterial ist, das epitaktisch auf Siliziumkarbid aufgewachsen ist und das zweidimensionale Wachstum von Platin ermöglicht.
Hans He/Chalmers University of Technology
"Kurz gesagt, es ist uns gelungen, eine nur ein Atom dicke Metallschicht herzustellen - eine Art neues Material. Wir fanden heraus, dass dieses atomar dünne Metall superempfindlich auf seine chemische Umgebung reagiert. Sein elektrischer Widerstand ändert sich erheblich, wenn es mit Gasen in Wechselwirkung tritt", erklärt Kyung Ho Kim, Postdoc am Quantum Device Physics Laboratory in der Abteilung für Mikrotechnologie und Nanowissenschaften bei Chalmers und Hauptautor des Artikels.
Die Essenz der Forschung ist die Entwicklung von 2D-Materialien jenseits von Graphen.
"Atomar dünnes Platin könnte für den ultraempfindlichen und schnellen elektrischen Nachweis von Chemikalien nützlich sein. Wir haben den Fall von Platin sehr genau untersucht, aber andere Metalle wie Palladium liefern ähnliche Ergebnisse", sagt Samuel Lara Avila, außerordentlicher Professor am Quantum Device Physics Laboratory und einer der Autoren des Artikels.
Die Forscher nutzten die empfindliche chemisch-elektrische Transduktionsfähigkeit von atomar dünnem Platin, um toxische Gase im Bereich von Teilen pro Milliarde nachzuweisen. Sie demonstrierten dies mit dem Nachweis von Benzol, einer Verbindung, die schon in sehr geringen Konzentrationen krebserregend ist und für die es keine kostengünstigen Nachweisgeräte gibt.
"Dieser neue Ansatz, bei dem atomar dünne Metalle verwendet werden, ist sehr vielversprechend für zukünftige Anwendungen zur Überwachung der Luftqualität", sagt Jens Eriksson, Leiter der Abteilung für angewandte Sensorik an der Universität Linköping und Mitautor der Arbeit.
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