Please use this identifier to cite or link to this item: http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/75395
Or use following links to share this resource in social networks: Recommend this item
Title Sensitivity Properties of Graphene with Metal Nanoparticles
Other Titles Властивості чутливості графена до металевих наночастинок
Authors Konobeeva, N.N.
Kulbina, A.S.
Zaporotskova, I.V.
Belonenko, M.B.
Keywords графенова нанострічка
провідність
металеві частинки
graphene nanoribbon
conductivity
metal particles
Type Article
Date of Issue 2019
URI http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/75395
Publisher Sumy State University
License
Citation Sensitivity Properties of Graphene with Metal Nanoparticles [Текст] = Властивості чутливості графена до металевих наночастинок / N.N. Konobeeva, A.S. Kulbina, I.V. Zaporotskova, M.B. Belonenko // Журнал нано- та електронної фізики. - 2019. - Т.11, № 6. - 06021. - DOI: 10.21272/jnep.11(6).06021.
Abstract У роботі досліджено вплив наночастинок металу на властивості чутливості графена відносно молекул газу, адсорбованих на його поверхні на прикладі наночастинок міді. Вплив атома металу враховується шляхом зміни стрибкового інтегралу для прилеглих до нього областей. Такі особливості зумовлені наявністю металевих наночастинок на поверхні графенової нанострічки, яка змінює гібридизацію пі-електронів у безпосередній близькості до місця адсорбції атома металу. Перш за все, ми використовуємо перехід від двовимірного масиву, що відповідає ділянкам площини графена, до одновимірного масиву для визначення щільності станів системи що розглядається. По-друге, ми грунтуємося на чисельній діагоналізації гамільтоніана для прямокутної нанострічки графена у наближенні жорсткого зв’язку. Це дозволяє оцінити реакцію системи на основі вольт-амперної характеристики для тунельного контакту нанострічки графена з різними матеріалами. У роботі ми вибираємо метал та квантові точки. Найкращі результати були продемонстровані щодо чутливості до адсорбованих молекул газу для контактів з цими матеріалами. У цьому випадку тунельна щільність струму обчислюється із щільності станів системи. Оздоблення площини графена мідними наночастинками суттєво змінює опір у тунельному контакті нанострічки з квантовими точками або з металом. Також ми спостерігаємо підвищення чутливості графенових нанострічок до домішок із збільшенням концентрації металевих наночастинок. Таким чином, ми пропонуємо підхід, заснований на вивченні тунельного струму, який має ряд переваг, оскільки дозволяє оптимізувати вибір другого зразка для досягнення найбільшої чутливості. Не менш важливим є той факт, що різні типи контактів можуть бути більш оптимальними для визначення різних типів домішок.
In this paper, we investigate the influence of metal nanoparticles on the sensitivity properties of graphene with respect to gas molecules adsorbed on its surface on the example of copper nanoparticles. The influence of the metal atom is taken into account by changing the hopping integral for the regions adjacent to it. Such features are due to the presence of a metal nanoparticle on the surface of a graphene nanoribbon which changes the hybridization of pi electrons in the immediate vicinity of the adsorption site of a metal atom. First of all we use the transition from a two-dimensional array corresponding to the sites of the graphene plane to a one-dimensional array for the determination of the density of states of the system under consideration. Secondly, we are based on the numerical diagonalization of the Hamiltonian for rectangular graphene nanoribbon in the tight-binding approximation. It allows us to estimate the response of the system based on the current-voltage characteristic for the tunneling contact of the graphene nanoribbon with different materials. In this paper we choose metal and quantum dots. The best results have been demonstrated in terms of sensitivity to adsorbed gas molecules for contacts with these materials. In this case, the tunnel current density is calculated from the density of states of the system. Decorating the graphene plane with copper nanoparticles significantly changes the resistance in the tunneling contact of the nanoribbon with the quantum dots or with the metal. Also we observe an increase in the sensitivity of graphene nanoribbons to impurities with an increase in the concentration of metal nanoparticles. Thus, we propose an approach based on the study of tunneling current, which has several advantages, since it allows optimizing the choice of the second sample to achieve the highest sensitivity. Equally important is the fact that various types of contacts may be more optimal for determining various types of impurities.
Appears in Collections: Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)

Views

Greece Greece
1
Lithuania Lithuania
1
Netherlands Netherlands
183
Sweden Sweden
728
Ukraine Ukraine
81
United Kingdom United Kingdom
365
United States United States
90
Unknown Country Unknown Country
7
Vietnam Vietnam
1458

Downloads

Ukraine Ukraine
80
United Kingdom United Kingdom
1
United States United States
1
Vietnam Vietnam
1

Files

File Size Format Downloads
Konobeeva_jnep_6_2019.pdf 296,8 kB Adobe PDF 83

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.