近日，瑞典皇家理工学院等欧洲机构的科研组成的团队发现，当二维材料石墨烯与金属电路集成时，接触电阻不会受到湿度的影响。这一发现将有助于开发新的传感器——电路与现实世界之间的接口——从而大幅降低成本。

石墨烯是由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体，具有非凡的导电性和机械性能，有着广泛的应用，包括传感器的制造：石墨烯传感器将环境参数转换成电信号，然后用计算机进行处理和测量。

由于其独特的二维结构，石墨烯传感器极为敏感，并有望在未来几年以较低的制造成本获得良好的性能。

要实现这一点，石墨烯需要在与传统电子电路集成时形成有效的电触点。这种适当的接触对于任何传感器都是至关重要的，并显著影响其性能。

但问题出现了

石墨烯对湿度敏感，对周围空气中吸附在其表面的水分子敏感。水分子改变了这种碳材料的电阻，这会在传感器中引入错误的信号。

然而

瑞典科学家发现，当石墨烯与电子电路的金属结合时，接触电阻（由于界面接触不完全而导致的材料总电阻的一部分）不受水分影响。

接触电阻不受吸附在石墨烯表面的水分子影响的石墨烯器件的原理图。

图片来源：安德森·史密斯

“这将使传感器设计师的生活更容易，因为他们不必担心湿度会影响接触，只需担心对石墨烯本身的影响，”瑞典皇家理工学院（KTH Royal Institute of Technology）博士生、该项研究的主要研究员阿恩·奎尔马尔兹（Arne Quellmalz）解释说。

这项研究发表在《美国化学学会应用材料与界面》杂志上，已经在传输线模型测试结构中，利用石墨烯、金金属化和硅基底以及计算机模拟进行了实验。

“通过将石墨烯与传统电子器件结合，既可以利用石墨烯的独特性能，又可以利用传统集成电路的低成本。”奎尔马尔茨说，“将这两种技术结合起来的一种方法是将石墨烯置于成品电子器件之上，而不是将金属沉积在石墨烯外壳之上。”T.

作为欧洲二氧化碳检测项目的一部分，作者们正在应用这种新的方法来创建基于石墨烯的传感器的第一个原型。更具体地说，其目的是通过中红外光的光学检测，以比其他技术更低的成本测量主要温室气体二氧化碳（CO2）。

文章来源： FECYT - Spanish Foundation for Science and Technology