Capacitance of graphene in aqueous electrolytes: The effects of dielectric saturation of water and finite size of ions
Notice bibliographique
Résumé
We present a theoretical model for electrolytically top-gated graphene, in which we analyze the effects of dielectric saturation of water due to possibly strong electric fields near the surface of a highly charged graphene, as well as the steric effects due to the finite size of salt ions in an aqueous electrolyte. By combining two well-established analytical models for those two effects, we show that the total capacitance of the solution-gated graphene is dominated by its quantum capacitance for gating potentials $\ensuremath{\lesssim}1\phantom{\rule{0.28em}{0ex}}\mathrm{V}$, which is the range of primary interest for most sensor applications of graphene. On the other hand, at the potentials $\ensuremath{\gtrsim}1\phantom{\rule{0.28em}{0ex}}\mathrm{V}$ the total capacitance is dominated by a universal capacitance of the electric double layer in the electrolyte, which exhibits a dramatic decrease of capacitance with increasing gating potential due to the interplay of a fully saturated dielectric constant of water and ion crowding near graphene.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».