Please use this identifier to cite or link to this item:
http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9LFHKZ| Type: | Dissertação de Mestrado |
| Title: | Desenvolvimento de um sensor de pH com base em grafeno |
| Authors: | Pedro Rodrigues de Almeida III |
| First Advisor: | Elmo Salomão Alves |
| First Referee: | Daniel Cunha Elias |
| Second Referee: | Luiz Orlando Ladeira |
| Abstract: | Desde a descoberta do grafeno, em 2004, se vislumbra a sua utilização como base para dispositivos eletrônicos, devido às suas particulares propriedades como alta mobilidade eletrônica, excelente flexibilidade e resistência mecânicas, biocompatibilidade e grande razão entre área superficial e volume. Em particular, essas duas últimas propriedades motivam a utilização do grafeno, também, como base para sensores químicos e biológicos [1]. Apresentamos, nesse trabalho, um estudo para a utilização do grafeno como base para sensores químicos, mais especificamente como um sensor de pH. O desenvolvimento desse sensor servirá como um estudo preliminar para a utilização do grafeno como base para biossensores. Nesse trabalho, procuramos relacionar medidas de variações na resistência de um dispositivo de grafeno com o valor do pH de uma solução em contato com ele. Também estudamos essas variações de resistência quando uma tensão é aplicada entre o grafeno e um eletrodo colocado na solução. Apresentamos, também, um modelo teórico para os resultados da condutância em função dessa tensão. Por meio desse modelo, fomos capazes de inferir a densidade de portadores e a mobilidade do grafeno em função do pH da solução. As mudanças na mobilidade e na densidade portadores do grafeno podem ser explicadas pela adsorção de íons no grafeno e pela formação da dupla camada elétrica na interface superfície-eletrólito. |
| Abstract: | Since its discovery in 2004 graphene is seen as a great material, to be used in new electronic devices, because of its special properties such as high electron mobility, excellent flexibility and mechanical resistance, biocompatibility and large surface area to volume ratio. In particular, these last two properties have motivated the use of graphene as the basis for chemical and biological sensors [1]. In this dissertation, we present a study of a device based on graphene that acts as a chemical sensors, more specifically as a pH sensor. The fabrication of this sensor and the electrical measurements will constitute a preliminary study of the use of graphene as a basis for a biosensor. We have measured the changes in the resistance of a graphene device with the pH of a solution in contact with it. We have also studied how this resistance changes when a voltage is applied between the graphene and an electrode placed in the solution. We also present a theoretical analysis of the measurements of conductance as a function of the top gate voltage. With this analysis, we have been able to infer the carrier density and mobility of graphene as a function of pH solution. Changes in the mobility and carrier density of graphene can be explained by the adsorption of ions on the surface of graphene and by an electrical double layer which is formed in the surface-electrolyte interface. |
| Subject: | Grafeno Propriedades elétricas Física |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9LFHKZ |
| Issue Date: | 25-Feb-2014 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| disserta__o_formato_final___pedro_rodrigues_de_almeida_iii.pdf | 2.4 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.