En schematisk illustration av gassensorenheten baserad på hybrid -nanorod -arrays. Realtidsresistansen mot tiden för den vertikalt inriktade WO:n 3 -CuO core-shell nanorod arrays-baserad gassensor till olika koncentrationer av NH 3 minskar från 500 ppm till 50 ppm vid 150 ?. WO:s motstånd 3 -CuO -hybrid ökar vid exponering för NH 3 , överensstämmer med p-typ halvledarbeteende. Svaret från hybridprovet ökar med ökande NH 3 koncentration vid 150. Svars- och återhämtningstiderna sträcker sig från 10 till 15 sekunder för alla NH 3 koncentrationer. Kreditera: Nano (2018). DOI:10.1142/S1793292018501229
I en tidning publicerad i Nano , forskare från School of Microelectronics vid Tianjin University har upptäckt en tvåstegs sputtering och efterföljande glödgningsbehandlingsmetod för att förbereda vertikalt inriktad WO 3 -CuO core-shell nanorod-arrays som kan detektera giftigt NH 3 gas.
Över åren, WO 3 har fått stor uppmärksamhet bland de många övergångsmetalloxiderna som en halvbandig n-typ av halvband vid olika gasdetekteringar, som NEJ x , H 2 S, H 2 , och NH 3 . CuO har den unika egenskapen att vara i sig p-typ. Under det senaste årtiondet, p-n heterojunction sensorer sammansatta av en n-typ metalloxid och CuO rapporterades ha en god känslighet för reducerande gaser på grund av gränssnittet mellan n-metalloxid och CuO. Mycket arbete har fokuserats på WO 3 -baserade nanokompositer, eftersom de synergetiska förbättrings- och heteroövergångseffekterna tillskriver de förbättrade gasavkänningsegenskaperna. Dock, gassensorer baserade på 1D WO 3 -CuO-kompositstrukturer är begränsade. Dessutom, mallen eller katalysatorn var vanligtvis nödvändig för att syntetisera WO 3 -baserade nanorod -matriser, inklusive användning av kemisk ångavsättning, elektrokemisk anodisering och hydrotermiska metoder.
Bland giftiga gaser som orsakar negativ inverkan på levande organismer, NH 3 är ett av de farligaste ämnena. Det är nödvändigt att bygga upp ultrakänsligt NH 3 gassensorer med kort respons och återhämtningstid. Metalloxider har använts i stor utsträckning i gassensortillämpningar. För att få bra avkänningsförmåga hos metalloxidsensorer, 1D metalloxid nanostrukturer och 1D heterojunction komposit nanostrukturer har undersökts på grund av deras stora ytarea, storleksberoende egenskaper, och nano-heterojunction-effekterna. Vertikalt inriktade ordnade 1D -matriser undviker effektivt den täta staplingen av stavmonomerer, framförallt, resulterar i nya fysikalisk-kemiska egenskaper, såsom högre gasrespons och kortare gasåtervinning.
Här, vertikalt inriktad WO 3 -CuO core-shell nanorod-matriser syntetiseras med användning av en icke-katalytisk tvåstegsglödgningsprocess av förstoftad metallfilm på kiselskiva. Tillväxtmekanismen för de vertikalt inriktade nanorod-arrayerna diskuteras. NH 3 avkänning av WO:s beteenden 3 -CuO kärna-skal-arrayer vid olika temperaturer rapporteras. En möjlig NH 3 avkänningsmekanism för hybriden föreslås.
