Interfacial phenomena in graphene materials, devices and applications

El grafè és un material de gran interès per a aplicacions biomèdiques, gràcies a l¿excel·lent combinació de les seves propietats mecàniques, òptiques i electro- químiques. Actualment, tot i que la tecnologia basada en grafè ha demostrat el seu potencial en el camp de la biomedicina, és necessari apr...

ver descrição completa

Detalhes bibliográficos
Autor: Delgà-Fernández, Marta|||0000-0001-7434-8593
Formato: tesis doctoral
Fecha de publicación:2024
País:España
Recursos:Universitat Autònoma de Barcelona
Repositorio:Dipòsit Digital de Documents de la UAB
Idioma:inglés
OAI Identifier:oai:ddd.uab.cat:301032
Acesso em linha:https://ddd.uab.cat/record/301032
Access Level:acceso embargado
Palavra-chave:Materials 2D
2D Materials
Materiales 2D
Grafè
Graphene
Grafeno
Ciències Experimentals
548/549
id ES_0bc2f7768126cd304d1f40644d9e2b7e
oai_identifier_str oai:ddd.uab.cat:301032
network_acronym_str ES
network_name_str España
repository_id_str
dc.title.none.fl_str_mv Interfacial phenomena in graphene materials, devices and applications
title Interfacial phenomena in graphene materials, devices and applications
spellingShingle Interfacial phenomena in graphene materials, devices and applications
Delgà-Fernández, Marta|||0000-0001-7434-8593
Materials 2D
2D Materials
Materiales 2D
Grafè
Graphene
Grafeno
Ciències Experimentals
548/549
title_short Interfacial phenomena in graphene materials, devices and applications
title_full Interfacial phenomena in graphene materials, devices and applications
title_fullStr Interfacial phenomena in graphene materials, devices and applications
title_full_unstemmed Interfacial phenomena in graphene materials, devices and applications
title_sort Interfacial phenomena in graphene materials, devices and applications
dc.creator.none.fl_str_mv Delgà-Fernández, Marta|||0000-0001-7434-8593
author Delgà-Fernández, Marta|||0000-0001-7434-8593
author_facet Delgà-Fernández, Marta|||0000-0001-7434-8593
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Garrido Ariza, José Antonio
Del Corro, Elena
Garrido Ariza, José Antonio
dc.subject.none.fl_str_mv Materials 2D
2D Materials
Materiales 2D
Grafè
Graphene
Grafeno
Ciències Experimentals
548/549
topic Materials 2D
2D Materials
Materiales 2D
Grafè
Graphene
Grafeno
Ciències Experimentals
548/549
description El grafè és un material de gran interès per a aplicacions biomèdiques, gràcies a l¿excel·lent combinació de les seves propietats mecàniques, òptiques i electro- químiques. Actualment, tot i que la tecnologia basada en grafè ha demostrat el seu potencial en el camp de la biomedicina, és necessari aprofundir en el coneixement sobre les interaccions que s¿estableixen entre aquest material i el medi que l¿envolta. Aquesta tesi doctoral es centra en l¿estudi dels fenòmens d¿interfície que poden regir el comportament dels dispositius de grafè, des de la seva síntesi fins l¿aplicació final. En relació a la síntesi escalable de grafè per a dispositius electrònics, s¿han preparat substrats reutilitzables, rígids i de baixa rugositat basats en coure. Aquests substrats es presenten com una alternativa prometedora a les làmines de coure, que actualment s¿utilitzen majoritàriament per la preparació de grafè. Els dispositius electrònics de grafè, quan s¿utilitzen per aplicacions biomèdiques, es troben en medi aquós (electròlit). En aquesta tesi, s¿estudien les interaccions grafè/substrat i grafè/electròlit i la seva influència en el comportament electroquímic dels dispositius SGFETs. Així mateix, s¿avalua l¿impacte del procés de fabricació a escala d¿oblia dels SGFETs en el seu rendiment. Especialment, es remarca la importància de preservar la superfície del grafè durant cada pas del procés per tal que el rendiment sigui òptim. Per a la fabricació de biosensors de grafè, cal funcionalitzar-lo. En aquesta tesi, es proposa un mètode basat en la sublimació en buit d¿un derivat del pirè, una molècula que pot ser dipositada a la superfície del grafè de manera controlada i reproduïble. Per a caracteritzar i quantificar la funcionalització, es desenvolupa una metodologia basada en tècniques espectroscòpiques i de microscopia de força atòmica. Els dispositius fabricats de grafè funcionalitzat demostren ser viables en diferents condicions de pH. Per tant, es demostra que el mètode de funcionalització proposat és prometedor i podria aplicar-se per la fabricació de sensors capaços de detectar una àmplia varietat de biomol·lècules, inclosos neurotransmissors.
publishDate 2024
dc.date.none.fl_str_mv
2
2024
2024-01-01
2026
2026-07-18
dc.type.none.fl_str_mv Tesi doctoral
http://purl.org/coar/resource_type/c_db06
VoR
http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85
dc.type.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
dc.identifier.none.fl_str_mv https://ddd.uab.cat/record/301032
url https://ddd.uab.cat/record/301032
dc.language.none.fl_str_mv Inglés
eng
language_invalid_str_mv Inglés
language eng
dc.rights.none.fl_str_mv embargoed access
http://purl.org/coar/access_right/c_f1cf
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.rights.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/embargoedAccess
rights_invalid_str_mv embargoed access
http://purl.org/coar/access_right/c_f1cf
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
eu_rights_str_mv embargoedAccess
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Dipòsit Digital de Documents de la UAB
instname:Universitat Autònoma de Barcelona
instname_str Universitat Autònoma de Barcelona
reponame_str Dipòsit Digital de Documents de la UAB
collection Dipòsit Digital de Documents de la UAB
repository.name.fl_str_mv
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1869403245934280704
spelling Interfacial phenomena in graphene materials, devices and applicationsDelgà-Fernández, Marta|||0000-0001-7434-8593Materials 2D2D MaterialsMateriales 2DGrafèGrapheneGrafenoCiències Experimentals548/549El grafè és un material de gran interès per a aplicacions biomèdiques, gràcies a l¿excel·lent combinació de les seves propietats mecàniques, òptiques i electro- químiques. Actualment, tot i que la tecnologia basada en grafè ha demostrat el seu potencial en el camp de la biomedicina, és necessari aprofundir en el coneixement sobre les interaccions que s¿estableixen entre aquest material i el medi que l¿envolta. Aquesta tesi doctoral es centra en l¿estudi dels fenòmens d¿interfície que poden regir el comportament dels dispositius de grafè, des de la seva síntesi fins l¿aplicació final. En relació a la síntesi escalable de grafè per a dispositius electrònics, s¿han preparat substrats reutilitzables, rígids i de baixa rugositat basats en coure. Aquests substrats es presenten com una alternativa prometedora a les làmines de coure, que actualment s¿utilitzen majoritàriament per la preparació de grafè. Els dispositius electrònics de grafè, quan s¿utilitzen per aplicacions biomèdiques, es troben en medi aquós (electròlit). En aquesta tesi, s¿estudien les interaccions grafè/substrat i grafè/electròlit i la seva influència en el comportament electroquímic dels dispositius SGFETs. Així mateix, s¿avalua l¿impacte del procés de fabricació a escala d¿oblia dels SGFETs en el seu rendiment. Especialment, es remarca la importància de preservar la superfície del grafè durant cada pas del procés per tal que el rendiment sigui òptim. Per a la fabricació de biosensors de grafè, cal funcionalitzar-lo. En aquesta tesi, es proposa un mètode basat en la sublimació en buit d¿un derivat del pirè, una molècula que pot ser dipositada a la superfície del grafè de manera controlada i reproduïble. Per a caracteritzar i quantificar la funcionalització, es desenvolupa una metodologia basada en tècniques espectroscòpiques i de microscopia de força atòmica. Els dispositius fabricats de grafè funcionalitzat demostren ser viables en diferents condicions de pH. Per tant, es demostra que el mètode de funcionalització proposat és prometedor i podria aplicar-se per la fabricació de sensors capaços de detectar una àmplia varietat de biomol·lècules, inclosos neurotransmissors.El grafeno, con una excelente combinación de propiedades mecánicas, ópticas y electroquímicas, es un material de gran interés para aplicaciones biomédicas. Actualmente, aunque la tecnología basada en grafeno ha demostrado su potencial en el campo de la biomedicina, es necesario más conocimiento sobre las interacciones que se establecen entre este material y el medio donde se encuentra. Esta tesis doctoral se focaliza en el estudio de los fenómenos interfaciales que pueden ser clave en el comportamiento de los dispositivos de grafeno, desde la síntesis del material hasta la aplicación final. Para la síntesis escalable de grafeno para dispositivos electrónicos, se han preparado sustratos reutilizables, rígidos y de baja rugosidad basados en cobre. Estos sustratos se presentan como una alternativa prometedora a las láminas de cobre, mayoritariamente utilizadas en la actualidad para la preparación de grafeno. Los dispositivos electrónicos de grafeno en aplicaciones biomédicas se encuentran en medio acuoso (electrolito). En esta tesis doctoral se estudian las interacciones grafeno/sustrato y grafeno/electrolito y su influencia en el comportamiento electroquímico de los dispositivos SGFETs. Asimismo, se analiza el impacto del proceso de fabricación a escala oblea de los SGFETs en su rendimiento. Especialmente, se pone de manifiesto la importancia de preservar la superficie del grafeno limpia durante cada paso del proceso para conseguir un rendimiento óptimo. Para la fabricación de biosensores de grafeno, es necesario funcionalizar el material. En esta tesis, se propone un método basado en la sublimación en vacío de una molécula derivada del pireno. Esta molécula puede ser depositada en la superfície del grafeno de forma controlada y reproducible. Para la caracterización y cuantificación de la funcionalización, se desarrolla una metodología basada en técnicas de espectroscopía y microscopía de fuerza atómica. Los dispositivos fabricados de grafeno funcionalizado demuestran su viabilidad en distintos pH. En consecuencia, se demuestra que el método de funcionalización propuesto es prometedor y puede aplicarse para la fabricación de sensores capaces de detectar una amplia variedad de biomoléculas, incluidos neurotransmisores.Due to its unique mechanical, optical and electrochemical properties, graphene has raised great interest for biosensing and bioelectronic applications. Although current graphene-based technology has demonstrated remarkable potential in the biomedical field, fundamental knowledge about graphene interaction with the media surrounding it is still missed. This PhD thesis is devoted to the study of interfacial phenomena that can govern the performance of graphene devices, from its synthesis to the final application. Concerning graphene synthesis, we prepare rigid, flat and reusable copper supports for the growth of high-quality, large-scale graphene to be used in electronic devices. The engineered Cu-based substrates are presented as a promising alternative to the currently most used Cu foils for graphene growth. Graphene based electronic devices in biomedical applications are aimed to work in an aqueous media. In this dissertation, we study how the graphene/substrate and the graphene/electrolyte interfaces govern the electronic performance of such devices. Furthermore, a study of the impact of the wafer-scale fabrication is conducted, highlighting the importance to preserve the graphene surface throughout the process for optimal and reproducible performance of graphene SGFETs. For biosensing applications, graphene functionalization is key. In this work, we propose a novel approach based on the in-vacuum sublimation of a pyrene- based molecule. This molecule can be deposited on the graphene surface in a controllable, reproducible way. A methodology for the characterization of the resulting functionalized graphene surface, as well as for the quantification of the functionalization is discussed. The functionality of the functionalized graphene SGFETs is tested in different pH conditions and compared with standard, non-functionalized devices. With that, we demonstrate that the proposed functionalization approach is a promising path towards the optimization of graphene-based biosensors for the detection of a variety of biomolecules, including neurotransmitters.Garrido Ariza, José AntonioDel Corro, ElenaGarrido Ariza, José Antonio 220242024-01-0120262026-07-18Tesi doctoralhttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06VoRhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85info:eu-repo/semantics/doctoralThesishttps://ddd.uab.cat/record/301032reponame:Dipòsit Digital de Documents de la UABinstname:Universitat Autònoma de BarcelonaInglésengembargoed accesshttp://purl.org/coar/access_right/c_f1cfAquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, i la comunicació pública de l'obra, sempre que no sigui amb finalitats comercials, i sempre que es reconegui l'autoria de l'obra original. No es permet la creació d'obres derivades.https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/embargoedAccessoai:ddd.uab.cat:3010322026-06-06T12:50:31Z
score 15.812429

Registos relacionados