Physica E：LSN：基于MXene的纳米尺度压力传感器

MXene是比石墨烯还火的二维明星材料，身为先进的MXene制造商，北科纳米推出特惠活动，mxene等材料九折起，更多优惠价格，等你来秒杀！

 高空间分辨率和灵敏度的传感装置是机器人技术的关键，旨在实现触摸仿真。大阵列的小型压力传感器在发展技术中得到了应用，如在人机接口技术和可穿戴设备中的柔性压力传感器。采用微机电系统(MEMS)改善了传感器的特性。小型压力传感器阵列也可用于运动检测。超薄二维材料，如石墨烯和磷烯，已被报道是很有前途的传感材料。在这里，建议另一种2D材料，MXene，作为纳米级器件的压力传感材料。

2019年10月，Gebze Technical大学Savas Berber教授在国际知名学术期刊Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures上发表一篇题目为：Mo2TiC2O2 MXene-based nanoscale pressure sensor的研究论文，在本工作中，用Mo2TiC2O2双MXene组成了量子电导器件，并计算了在垂直于MXene层的外部压力下的I-V特性。对MXene结构输运性质的研究很少，这些作品大多考虑的是Ti基的MXenes。对杂化MXene结构输运性质的实验和理论研究也有报道。在本工作中，计算了Mo2TiC2O2量子电导器件的电流-电压特性，并确定了基于Mo2TiC2O2的压敏纳米器件的灵敏度。在这里，集中研究由一个已经合成的MXene组成的纳米器件的量子输运特性。本文，首次报道了压力对晶体中量子输运的影响。此外，本文使用电子有效质量值来评估一个宏观Mo2TiC2O2压力传感器的能力。本文发现，Mo2TiC2O2纳米器件具有中等的灵敏度，可以在较宽的压力范围内使用，而宏观的Mo2TiC2O2压力传感器在高压范围内具有更好的阈值检测性能。结果表明，Mo2TiC2O2纳米器件在没有能量隙的情况下可以作为传感器。在间隙打开的情况下，期望它的灵敏度更高。

图1. Mo2TiC2O2单元细胞及压力器件。

图2. 压缩Mo2TiC2O2层的轨道解析电子带结构。

图3. 压缩Mo2TiC2O2晶体的电流-电压特性。

图4.压缩的Mo2TiC2O2晶体的透射光谱。

图5.传输是能量和动量分量kb的函数。

图6.装置的灵敏度与施加的压力的函数关系。

     本文研究了压缩的Mo2TiC2O2 MXene的电子性质，并将基于Mo2TiC2O2的量子输运器件作为压力传感器。利用非平衡格林函数技术，得到了Mo2TiC2O2压敏纳米器件在压缩条件下的电流电压特性，并计算了其对不同偏置电压和压缩应变值的灵敏度。结果表明，Mo2TiC2O2双MXene在量子电导的条件下可以作为压力传感器。请注意，这是正确的，即使没有带隙。虽然在宏观传感器设计中，适度的电子结构变化是不够的，但在纳米器件结构中可以实现足够的电流变化。纳米制造技术应该允许用将来合成的其他晶体来设计传感器，即使它们没有带隙。基于Mo2TiC2O2的纳米器件是一种很有前途的高空间分辨率和高稳定性柔性传感器的候选器件.