中科院研發出氣體場效應納米傳感器
時間：2014-7-15
目前，高靈敏二氧化氮傳感器**成為半導體納米材料領域的研究熱點，而如何選擇對氣體具有優異響應性能的傳感材料是實現對二氧化氮高靈敏檢測的前提。傳感材料對被測氣體響應的大小與其在材料表面的吸附熱力學之間有著密切聯系，氣體在半導體表面的標準摩爾吸附焓代表了氣體在半導體表面結合的強弱程度，對氣敏傳感器的性能具有決定性。
因此，在氣體傳感器研究領域，如何建立標準摩爾吸附焓與傳感器響應大小的對應關系，以及如何從傳感器測試中獲得標準摩爾吸附焓，對于傳感器理論的發展和傳感器實際測評、**具有重要意義。
近日，中國科學院新疆理化技術研究所科研人員設計并制備了基于還原氧化石墨烯/二氧化鈦的納米異質結材料的ppb級二氧化氮傳感器，該傳感器對二氧化氮響應優異，在200攝氏度時檢測限為1.5ppb。同時，科研人員據此傳感材料建立模型，從氣體吸附改變材料表面電勢的角度，提出了以氣體為門電壓的氣體場效應納米傳感器概念，并以此為前提開創性的闡釋了氣體吸附與傳感器信號和吸附熱力學的內在關系。科研人員有機的將氣體濃度、表面電勢與場效應晶體管理論聯系起來，建立了傳感器響應大小與標準摩爾吸附焓、氣體濃度、溫度之間的定量關系。
該研究不僅為氣體在半導體表面的標準摩爾吸附焓的電學測量方法奠定了理論和實驗基礎，而且對高性能氣敏傳感材料的設計具有重要指導作用，更為非特異性氣體傳感器從吸附焓的角度建立氣體識別模式提供了新的思路。
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