纳米机电系统(NEMS)传感器和执行器可用于开发下一代移动、可穿戴和可植入设备。但是,这些NEMS设备需要超小型,灵敏且可以低成本制造的传感器。在这里,我们证明了具有附加的硅质检测物质的悬浮双层石墨烯带可作为弹簧质量和压阻传感器的组合。这种传感器是利用与大规模半导体制造技术兼容的工艺来制造的,可以生产出比传统最先进的硅加速度计至少小两个数量级的NEMS加速度计。利用我们的设备,我们还提取了双层石墨烯的杨氏模量值,并表明石墨烯带具有显著的内置应力。
Fig. 1:石墨烯带的设计和制造。
Fig. 2:附有检测质量的悬浮石墨烯带的机电表征。
Fig. 3:附有检测质量的悬浮石墨烯带的静态力学表征。
Fig. 4:附有检测质量的悬浮石墨烯带的动态力学表征。
相关研究成果于2019年由瑞典斯德哥尔摩皇家理工学院Frank Niklaus课题组,发表在
Nature Electronics (
https://doi.org/10.1038/s41928-019-0287-1)上。原文:Graphene ribbons with suspended masses as transducers in ultra-small nanoelectromechanical accelerometers