单层石墨烯带传输模式及其对气体分子振动谱的传感特性研究?

摘要：

自2004年石墨烯被成功制备以来,相关研究引起了广泛关注,其中,传感应用是一个重要方向。目前,有关石墨烯传感特性的研究都集中在低频,即根据分子附着引起的电导率变化来实现检测。然而,由于大部分分子吸附都会使电导率发生变化,因此该方法难以区分不同分子的特征。论文基于Kubo公式,结合数值仿真方法研究了单层石墨烯带的传输模式,分析了有效模式指数与模式传输特性的关联,证实了波导模的局域性和宽带特性。同时,利用一阶波导模与气体作用引起的传输强度的变化反演分子振动谱。以SO2, CO和C7H8气体的传感为例,基于本征分析验证了方法的有效性。结果表明,传输模式与分子作用能够产生耦合共振增强,并且其变化趋势与气体分子振动谱一致；在传输方向上,分子与传输模式的作用范围越大,则模式传输强度的变化越大。该研究为实现气体分子指纹的识别和检测奠定了理论基础。

关键词：石墨烯、传输模、分子振动谱、本征分析

分类号：TN2;TP3

资助基金：国家自然科学基金61161007,61261002,61461052,11564044;教育部博士点基金20135301110003,20125301120009;中国博士后基金2013M531989、2014T70890;云南省自然科学基金重点项目批准号:2013FA006,2015FA015资助的课题.@@@@* Project supported by the National Natural Science Foundation of ChinaGrant .61161007,61261002,61461052,11564044;the Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher EducationGrant .20135301110003,20125301120009;the China Postdoctoral Science FoundationGrant .2013M531989,2014T70890;the Key Program of Natural Science of Yunnan Province, ChinaGrant .2013FA006,2015FA015

在线出版日期：2015-11-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共1页

页码：198102-1-198102-6