Preparación de películas delgadas de grafeno para aplicaciones como sensor acústico

Abstract

El grafeno es un material bidimensional conformado por átomos de carbono, el cual tiene varias propiedades físicas, las cuales incluyen su flexibilidad, una gran rigidez mecánica y el poseer una alta conductividad tanto térmica como eléctrica. Debido a dichas características se ha utilizado el grafeno para la creación de distintos sensores y dispositivos en los últimos años. Una de las aplicaciones que se ha realizado es la creación de sensores acústicos basados en grafeno, los cuales se benefician del efecto piezorresistivo, el cual se manifiesta cuando sufre una deformación mecánica. En el presente proyecto se presenta la fabricación de películas delgadas de grafeno con fines de detección acústica. Para la preparación de grafeno se utilizó el método de exfoliación electroquímica desarrollado en el laboratorio de nanomateriales de la Universidad de los Andes. Se exploraron las respuestas a una onda acústica para películas de distintos grosores, las cuales iban desde 3µm hasta 20µm. Se encontró que las películas fabricadas detectan señales acústicas de frecuencia constante, sin embargo, no pueden detectar ondas con varias frecuencias, como lo es una canción.

Graphene is a two-dimensional material of carbon atoms, which holds several physical properties, including its flexibility, great mechanical stiffness, and high thermal and electrical conductivity. Because of these characteristics, graphene has been used for the creation of different sensors and devices in recent years. One of the applications that has been developed is the creation of acoustic sensors based on graphene, which benefit from the piezoresistive effect, that is manifested by a mechanical deformation of the graphene. Herein we present the fabrication of graphene thin films for acoustic detection. Graphene was prepared by electrochemical exfoliation at the Nanomaterials lab at Universidad de los Andes. Different responses to an acoustic wave for films of varying thicknesses were explored, which ranged from 3µm to 20µm. We found that the fabricated films detect constant frequency acoustic signals, however, they cannot detect waves with multiple frequencies, such as a song.