Investigation and comparison of graphene nanoribbon and carbon nanotube based SARS-CoV-2 detection sensors: An ab initio study

碳纳米管 石墨烯 材料科学 从头算 密度泛函理论 谱线 纳米技术 光电子学 化学物理 计算化学 化学 物理 天文 有机化学
作者
Serhan Yamaçli,Mutlu Avcı
出处
期刊:Physica B-condensed Matter [Elsevier BV]
卷期号:648: 414438-414438 被引量:4
标识
DOI:10.1016/j.physb.2022.414438
摘要

The rapid detection of SARS-CoV-2, the pathogen of the Covid-19 pandemic, is obviously of great importance for stopping the spread of the virus by detecting infected individuals. Here, we report the ab initio analysis results of graphene nanoribbon (GNR) and carbon nanotube (CNT) based SARS-CoV-2 detection sensors which are experimentally demonstrated in the literature. The investigated structures are the realistic molecular models of the sensors that are employing 1-pyrenebutyric acid N-hydroxysuccinimide ester as the antibody linker. Density functional theory in conjunction with non-equilibrium Green's function formalism (DFT-NEGF) is used to obtain the transmission spectra, current-voltage and resistance-voltage characteristics of the sensors before and after the attachment of the SARS-CoV-2 spike protein. The operation mechanism of the GNR and CNT based SARS-CoV-2 sensors are exposed using the transmission spectrum analysis. Moreover, it is observed that GNR based sensor has more definitive detection characteristics compared to its CNT based counterpart.
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