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华中科技大学《Adv. Electron. Mater》:柔性磁性薄膜上沉积石墨烯纳米片,用于超高灵敏度的磁敏裂纹传感器

来源:石墨烯联盟|

发表时间:2021-06-02

点击:15670

研究通过通过红外干燥技术将石墨烯纳米片沉积在柔性磁性膜上的新型磁敏裂纹传感器(M-CS)。


M-CS 具有超高灵敏度(相对电阻变化高达 4.0 × 10^10) 在室温下朝向 43 mT 的中等磁场。此外,M-CS 显示出超过 10 000 次循环的长循环稳定性。这种卓越的灵敏度归因于通过纳米片的分离/接触物理切割/恢复电子传输的途径。各种实验参数,如石墨烯溶液的浓度和底部磁性基板的厚度,已被定制以提高 M-CS 的磁灵敏度。此外,具有不同相对电阻变化的M-CS阵列可以用作非接触式识别目标磁信号的密钥。相信在操作条件下具有超高磁灵敏度和长期稳定性的M-CS将有利于磁敏传感器的发展,


图1、柔性 M-CS 制备流程示意图。


图2、a) LSV 曲线和 b) 石墨烯溶液浓度为 2 mg mL –1时M-CS 相对于不同磁场强度的相应电阻变化。M-CS c) 没有和 d) 施加外部磁场的光学照片。e,f) 磁性基板上表面石墨烯纳米片的示意图。M-CS 的横截面视图 g) 和 h) 施加磁场的 SEM 图像。顶视图中 M-CS 的 SEM 图像,磁场强度分别为 i) 0 和 j) 43 mT。


图3、各种因素对M-CS相对电阻变化的影响


图4.基于 M-CS 的密码锁,用于区分目标磁密码。a) 四个 M-CS 锁阵列的预设计代码的示意图。当磁力强度为 b) 100、c) 50 和 d) 10 mT 的磁性密码钥匙通过基于 M-CS 的锁阵列时的电气曲线和相应代码,产生不同的代码。


总之,通过表面红外干燥技术在柔性磁性基板上沉积石墨烯纳米片,展示了一种新型 M-CS。希望这项研究能够加速二维材料在柔性电子设备中的应用和软磁敏传感器的发展。


本文封面图来源于图虫创意

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