1 摩尔多瓦技术大学微电子与生物医学工程系纳米技术与纳米传感器中心,168 Stefan cel Mare Av.,MD-2004,摩尔多瓦共和国基希讷乌 2 基尔大学材料科学研究所工程学院功能纳米材料,Kaiserstr。2,D-24143,基尔,德国 * 通讯作者:Oleg Lupan,oleg.lupan@mib.utm.md,Vasile Postica,vasile.postica@mib.utm.md 收到:04. 03. 2020 接受:05. 11. 2020 摘要。由于纳米传感器在气体传感领域的商业化尚处于起步阶段,因此人们做出了许多努力来开发有效的方法来提高其性能。特别关注的是使用不同策略提高基于单个微米或纳米结构的气体纳米传感器的灵敏度和选择性。在这项工作中,重点介绍和总结了摩尔多瓦技术大学纳米技术和纳米传感器中心与德国基尔大学合作的研究小组在高性能气体纳米传感器领域取得的最新成果。使用聚焦离子束/扫描电子显微镜 (FIB/SEM) 仪器将基于氧化锌的准一维 (1-D) 和三维 (3-D) 单个混合结构集成到纳米装置中。结果表明,单个 ZnO 结构的混合可显著提高气体响应,并改变对挥发性有机化合物和氨的选择性。具体来说,通过用 ZnAl2O4 纳米粒子进行表面功能化,氢气响应增加了约 2 倍,而分别用 Fe2O3 纳米粒子或巴克敏斯特富勒烯 (C60) 和碳纳米管 (CNT) 进行表面功能化,对乙醇蒸气和氨的选择性发生了变化。所获得的结果为通过使用具有增强的协同催化行为和势垒操纵的混合纳米材料系统合理设计气体纳米传感器提供了新途径。关键词:混合材料、纳米传感器、气体传感器、ZnO、室温。介绍纳米技术通过整合自下而上的方法而迅速发展,为基于纳米材料的高性能设备制造带来了真正的革命
能耗是任何电子设备最重要的方面之一,为了实现更好的可持续未来,需要进一步改进。这同样适用于商用光电探测器,它们使用巨大的外部偏置电压消耗大量能量。到目前为止,薄膜已广泛用于各种电磁辐射波段的光电探测。与基于纳米结构的设备相比,唯一阻碍它们发展的特性是性能较慢、响应度较低。然而,基于纳米结构的光电探测器的缺点是,由于设备制造步骤复杂且昂贵,它们缺乏大规模生产或商业化的可扩展性。解决这一限制的一个可行解决方案可能是使用混合结构,即 ZnO、(Al、Ga、In)N 和 GaAs 等高质量晶体材料与 MoS 2、石墨烯、WSe 2 和 SnS 2 组成的二维材料的组合。这将提供对带隙工程的广泛控制,可用于可扩展的模块化设备制造。这些方法有望开发出具有相对较高响应度和自供电光电探测器的光电探测器。当前的观点侧重于 III 族氮化物基光电探测器的进展及其使用混合 III 族氮化物/2D 界面的自供电、宽带和超快光电探测器的广阔前景。