Interfacial phenomena in graphene materials, devices and applications

Resum

El grafè és un material de gran interès per a aplicacions biomèdiques, gràcies_x000D_ a l¿excel·lent combinació de les seves propietats mecàniques, òptiques i electro-_x000D_ químiques. Actualment, tot i que la tecnologia basada en grafè ha demostrat_x000D_ el seu potencial en el camp de la biomedicina, és necessari aprofundir en el_x000D_ coneixement sobre les interaccions que s¿estableixen entre aquest material i el_x000D_ medi que l¿envolta. Aquesta tesi doctoral es centra en l¿estudi dels fenòmens_x000D_ d¿interfície que poden regir el comportament dels dispositius de grafè, des de la_x000D_ seva síntesi fins l¿aplicació final._x000D_ _x000D_ En relació a la síntesi escalable de grafè per a dispositius electrònics, s¿han_x000D_ preparat substrats reutilitzables, rígids i de baixa rugositat basats en coure._x000D_ Aquests substrats es presenten com una alternativa prometedora a les làmines de_x000D_ coure, que actualment s¿utilitzen majoritàriament per la preparació de grafè._x000D_ _x000D_ Els dispositius electrònics de grafè, quan s¿utilitzen per aplicacions_x000D_ biomèdiques, es troben en medi aquós (electròlit). En aquesta tesi, s¿estudien_x000D_ les interaccions grafè/substrat i grafè/electròlit i la seva influència en el_x000D_ comportament electroquímic dels dispositius SGFETs. Així mateix, s¿avalua_x000D_ l¿impacte del procés de fabricació a escala d¿oblia dels SGFETs en el seu_x000D_ rendiment. Especialment, es remarca la importància de preservar la superfície_x000D_ del grafè durant cada pas del procés per tal que el rendiment sigui òptim._x000D_ _x000D_ Per a la fabricació de biosensors de grafè, cal funcionalitzar-lo. En aquesta tesi,_x000D_ es proposa un mètode basat en la sublimació en buit d¿un derivat del pirè, una_x000D_ molècula que pot ser dipositada a la superfície del grafè de manera controlada i_x000D_ reproduïble. Per a caracteritzar i quantificar la funcionalització, es desenvolupa_x000D_ una metodologia basada en tècniques espectroscòpiques i de microscopia de_x000D_ força atòmica. Els dispositius fabricats de grafè funcionalitzat demostren ser_x000D_ viables en diferents condicions de pH. Per tant, es demostra que el mètode de_x000D_ funcionalització proposat és prometedor i podria aplicar-se per la fabricació_x000D_ de sensors capaços de detectar una àmplia varietat de biomol·lècules, inclosos_x000D_ neurotransmissors.

Data del Ajut	18 de jul. 2024
Idioma original	Anglès
Supervisor	Elena del Corro Garcia (Director/a) & José Antonio Garrido Ariza (Director/a)