Performanceokary öndürijilikli, göçme we miniatýurlaşdyrylan gaz datçikleriniň ösüşi daşky gurşawa gözegçilik, howpsuzlyk, lukmançylyk anyklaýyş we oba hojalygy pudagynda has köp ünsi çekýär.Dürli kesgitleýiş gurallarynyň arasynda metal-oksid-ýarymgeçiriji (MOS) himiki çydamly gaz datçikleri, ýokary durnuklylygy, arzanlygy we ýokary duýgurlygy sebäpli täjirçilik goşundylary üçin iň meşhur seçimdir.Sensoryň işleýşini hasam gowulandyrmak üçin iň möhüm çemeleşmeleriň biri, MOS nanomateriallaryndan nanosizlenen MOS esasly heterojunksiýalary (hetero-nanostrukturaly MOS) döretmekdir.Şeýle-de bolsa, heteronanostrukturaly MOS datçiginiň duýgur mehanizmi, gaty çylşyrymly bolany üçin, bir MOS gaz datçisinden tapawutlanýar.Sensoryň işleýşi, duýgur materialyň fiziki we himiki aýratynlyklary (däne ululygy, kemçilik dykyzlygy we material kislorod boş ýerleri ýaly), işleýiş temperaturasy we enjam gurluşy ýaly dürli parametrlere täsir edýär.Bu syn, birmeňzeş nanostrukturaly MOS datçikleriniň duýgur mehanizmini seljermek arkaly ýokary öndürijilikli gaz datçiklerini taslamak üçin birnäçe düşünjäni hödürleýär.Mundan başga-da, duýgur material bilen işleýän elektrodyň arasyndaky baglanyşyk bilen kesgitlenýän enjamyň geometrik gurluşynyň täsiri ara alnyp maslahatlaşylýar.Sensoryň özüni alyp barşyny yzygiderli öwrenmek üçin bu makala dürli heteronanostruktura materiallaryna esaslanýan enjamlaryň üç sany adaty geometrik gurluşyny kabul etmegiň umumy mehanizmini hödürleýär we ara alyp maslahatlaşýar.Bu syn, gaz datçikleriniň duýgur mehanizmlerini öwrenýän we ýokary öndürijilikli gaz datçiklerini ösdürýän geljekki okyjylar üçin gollanma bolup hyzmat eder.
Howanyň hapalanmagy barha çynlakaý mesele we adamlaryň we janly-jandarlaryň abadançylygyna howp salýan çynlakaý ekologiýa meselesidir.Gazly hapalaýjylaryň dem almagy, dem alyş keseli, öýken ragy, leýkoz we hatda wagtyndan öň ölüm ýaly köp saglyk problemalaryna sebäp bolup biler1,2,3,4.2012-nji ýyldan 2016-njy ýyla çenli howanyň hapalanmagy sebäpli millionlarça adamyň ölendigi we her ýyl milliardlarça adamyň howanyň hiliniň pesdigi habar berildi.Şonuň üçin hakyky wagtda seslenme we ýokary kesgitleýiş öndürijiligini üpjün edip bilýän göçme we miniatýurlaşdyrylan gaz datçiklerini ösdürmek möhümdir (meselem, duýgurlyk, saýlama, durnuklylyk, jogap we dikeldiş wagtlary).Daşky gurşaw gözegçiliginden başga-da, gaz datçikleri howpsuzlyk 6,7,8, lukmançylyk diagnostikasy 9,10, suw hojalygy11 we beýleki ugurlarda möhüm rol oýnaýar12.
Häzirki wagta çenli optiki13,14,15,16,17,18, elektrohimiýa19,20,21,22 we himiki garşylykly datçikler23,24 ýaly dürli duýgur mehanizmlerine esaslanýan birnäçe göçme gaz datçikleri girizildi.Şolaryň arasynda metal-oksid-ýarymgeçiriji (MOS) himiki garşylykly datçikler, ýokary durnuklylygy we arzan bahasy 25,26 sebäpli täjirçilik goşundylarynda iň meşhurdyr.Hapalanýan konsentrasiýa diňe MOS garşylygynyň üýtgemegini kesgitlemek arkaly kesgitlenip bilner.1960-njy ýyllaryň başynda, ZnO inçe filmlerine esaslanýan ilkinji himiki garşylykly gaz datçikleri habar berildi, bu gaz tapmak pudagynda uly gyzyklanma döretdi27,28.Häzirki wagtda köp dürli MOS gaz duýgur materiallar hökmünde ulanylýar we fiziki aýratynlyklaryna görä iki kategoriýa bölünip bilner: n zarýadly MOS elektronlary köp zarýad göteriji hökmünde we köp zarýad göteriji hökmünde deşikli p görnüşli MOS.göterijiler.Umuman aýdanyňda, p görnüşli MOS n görnüşli MOS-dan has meşhur däl, sebäbi p görnüşli MOS (Sp) induktiw jogap n görnüşli MOS (\ (S_p = \ sqrt {) kwadrat köküne proporsionaldyr. S_n} \)) şol bir çaklamalarda (mysal üçin, şol bir morfologiki gurluş we howadaky bentleriň egilmeginde şol bir üýtgeşiklik) 29,30.Şeýle-de bolsa, bir esasly MOS datçikleri henizem kesgitlemegiň çäkleri, pes duýgurlyk we amaly programmalarda saýlama ýaly meseleler bilen ýüzbe-ýüz bolýar.Saýlaw meselesini belli bir derejede datçikleriň massiwini döretmek (“elektron burun” diýilýär) we okuw wektorynyň kwantizasiýasy (LVQ), esasy komponent derňewi (PCA) we bölekleýin iň kiçi kwadratlar (PLS) derňewi ýaly hasaplama derňew algoritmlerini goşmak arkaly çözüp bolar. 32, 33, 34, 35. Mundan başga-da, pes ölçegli MOS32,36,37,38,39 (mysal üçin bir ölçegli (1D), 0D we 2D nanomateriallar) öndürmek, şeýle hem beýleki nanomateriallary ulanmak ( meselem, nanoskale heterojunksiýalary (ýagny, heteronanostrukturaly MOS) döretmek üçin asylly metal nanobölejikler (NP) 43,44, uglerod nanomateriallary 45,46 we geçiriji polimerler 47,48) ýokardaky meseleleri çözmek üçin beýleki ileri tutulýan çemeleşmelerdir.Adaty galyň MOS filmleri bilen deňeşdirilende, ýokary derejeli ýerüsti pes ölçegli MOS, gazyň siňdirilmegi üçin has işjeň ýerleri üpjün edip biler we gazyň ýaýramagyny ýeňilleşdirer 36,37,49.Mundan başga-da, MOS esasly heteronanostrukturalaryň dizaýny, heterointerfeýsde daşaýjy transporty hasam sazlap biler, dürli amal funksiýalary sebäpli garşylygyň uly üýtgemegine sebäp bolar50,51,52.Mundan başga-da, MOS heteronanostrukturalarynyň dizaýnynda ýüze çykýan käbir himiki täsirler (mysal üçin, katalitik işjeňlik we synergistik ýerüsti reaksiýalar) datçigiň işleýşini hem gowulaşdyryp biler.50,53,54 MOS heteronanostrukturalaryny taslamak we ýasamak, gowulaşdyrmak üçin geljegi uly çemeleşme bolar datçigiň öndürijiligi, häzirki zaman himiki garşylykly datçikler adatça wagt we netijesiz synag we ýalňyşlygy ulanýarlar.Şonuň üçin MOS esasly gaz datçikleriniň duýgur mehanizmine düşünmek möhümdir, sebäbi ýokary öndürijilikli datçikleriň dizaýnyna ýol görkezip biler.
Soňky ýyllarda MOS gaz datçikleri çalt ösdi we MOS nanostrukturalarynda 55,56,57, otag temperatura gaz datçikleri 58,59, ýörite MOS datçik materiallary 60,61,62 we ýörite gaz datçikleri barada käbir habarlar çap edildi.Beýleki synlardaky syn kagyzy, MOS-yň içerki fiziki we himiki aýratynlyklaryna esaslanýan gaz datçikleriniň duýgur mehanizmini, şol sanda kislorod boş ýerleriniň 64, 55, 65 heteronanostrukturalaryň roluny we heterointerfeýslerde zarýad geçirişini öz içine alýar. , başga-da köp parametrler datçigiň işleýşine täsir edýär, şol sanda heterostruktura, däne ululygy, işleýiş temperaturasy, kemçilik dykyzlygy, kislorod boş ýerleri, hatda duýgur materialyň açyk kristal uçarlary25,67,68,69,70,71.72, 73. Şeýle-de bolsa, duýgur material bilen işleýän elektrodyň arasyndaky baglanyşyk bilen kesgitlenýän enjamyň (seýrek agzalýan) geometrik gurluşy, datçigiň duýgurlygyna ep-esli derejede täsir edýär77,75,76 (has giňişleýin maglumat üçin 3 bölüme serediň) .Mysal üçin, Kumar we başgalar.77 şol bir material esasynda iki sany gaz datçigini habar berdi (mysal üçin, TiO2 @ NiO we NiO @ TiO2 esasly iki gatly gaz datçikleri) we dürli enjam geometriýalary sebäpli NH3 gaz garşylygyndaky dürli üýtgeşmeleri synlady.Şonuň üçin gazy duýýan mehanizm derňelende enjamyň gurluşyny göz öňünde tutmak möhümdir.Bu synda awtorlar dürli birmeňzeş nanostruktura we enjam gurluşlary üçin MOS esasly kesgitleme mehanizmlerine ünsi jemleýärler.Bu synyň, gaz kesgitleme mehanizmlerine düşünmek we seljermek isleýän okyjylar üçin gollanma bolup biljekdigine we geljekde ýokary öndürijilikli gaz datçikleriniň ösmegine goşant goşup biljekdigine ynanýarys.
Injirde.1a, ýekeje MOS esasly gaz duýgur mehanizminiň esasy modelini görkezýär.Temperaturanyň ýokarlanmagy bilen MOS üstündäki kislorod (O2) molekulalarynyň adsorbsiýasy MOS-dan elektronlary özüne çeker we anion görnüşleri emele getirer (O2- we O- ýaly).Soňra, n görnüşli MOS üçin elektron tükenme gatlagy (EDL) ýa-da p görnüşli MOS üçin deşik ýygnamak gatlagy (HAL) soň MOS 15, 23, 78-iň üstünde emele gelýär. O2 bilen MOS ýerüsti geçiriji zolagyň MOS-yň ýokaryk egilmegine we potensial päsgelçilik döretmegine sebäp bolýar.Netijede, datçik maksatly gazyň täsirine düşende, MOS-nyň ýüzüne ýerleşdirilen gaz ion kislorod görnüşleri bilen täsir edýär, ýa-da elektronlary özüne çekýär (gazy oksidleýär) ýa-da elektronlary berýär (gazy azaldýar).Maksatly gaz bilen MOS-yň arasynda elektron geçiriş EDL ýa-da HAL30,81 giňligini sazlap biler, netijede MOS datçiginiň umumy garşylygynyň üýtgemegine sebäp bolar.Mysal üçin, azaldýan gaz üçin elektronlar azaldýan gazdan n görnüşli MOS-a geçiriler, netijede n görnüşli datçigiň özüni alyp barşy diýlip atlandyrylýan EDL pes we garşylygy pes bolar.Munuň tersine, p görnüşli MOS p görnüşli duýgurlyk häsiýetini kesgitleýän azalýan gaza sezewar bolanda, HAL kiçelýär we elektron sadakasy sebäpli garşylyk ýokarlanýar.Okislenýän gazlar üçin, datçigiň gazy azaltmak üçin tersi.
Gazlary azaltmak we oksidlemek üçin n görnüşli we p görnüşli MOS üçin esasy kesgitleme mehanizmleri b icarymgeçiriji gaz datçiklerine gatnaşýan esasy faktorlar we fiziki-himiki ýa-da material aýratynlyklary 89
Esasy kesgitleme mehanizminden başga-da, amaly gaz datçiklerinde ulanylýan gazy kesgitlemek mehanizmleri gaty çylşyrymly.Mysal üçin, gaz datçiginiň hakyky ulanylmagy ulanyjynyň isleglerine baglylykda köp talaplara (duýgurlyk, saýlama we durnuklylyk) laýyk gelmelidir.Bu talaplar duýgur materialyň fiziki we himiki aýratynlyklary bilen ýakyndan baglanyşyklydyr.Mysal üçin, Xu we al.71, kristal diametri (d) SnO271-iň Debye uzynlygyna (λD) deň ýa-da iki esse az bolanda, SnO2 esasly datçikleriň iň ýokary duýgurlyga ýetýändigini görkezdi.D ≤ 2λD bolanda, O2 molekulalarynyň adsorbsiýasyndan soň SnO2 doly tükenýär we datçigiň azalýan gaza täsiri iň ýokary bolýar.Mundan başga-da, dürli parametrler datçigiň işleýşine, iş temperaturasyna, kristal kemçiliklerine we hatda duýgur materialyň kristal uçarlaryna täsir edip biler.Hususan-da, işleýiş temperaturasynyň täsiri, maksatly gazyň siňdirilmegi we siňdiriliş derejeleriniň arasyndaky bäsdeşlik, şeýle hem adsorbsirlenen gaz molekulalary bilen kislorod bölejikleriniň arasyndaky ýerüsti reaktiwlik bilen düşündirilýär4,82.Kristal kemçilikleriň täsiri kislorod boş ýerleriniň mazmuny bilen berk baglanyşyklydyr [83, 84].Sensoryň işleýşine açyk kristal ýüzleriň dürli reaktiwligi 67,85,86,87 täsir edip biler.Pes dykyzlygy bolan açyk kristal uçarlar, ýokary energiýa bilen has utgaşdyrylmadyk metal kationlary ýüze çykarýar, bu ýerüsti adsorbsiýany we reaktiwligi ýokarlandyrýar88.1-nji tablisada birnäçe möhüm faktorlar we olaryň bilen baglanyşykly kämilleşdirilen duýgurlyk mehanizmleri sanalandyr.Şonuň üçin bu material parametrlerini sazlamak arkaly kesgitlemegiň öndürijiligi gowulaşyp biler we datçigiň işleýşine täsir edýän esasy faktorlary kesgitlemek möhümdir.
“Yamazoe89” we “Shimanoe et al.68,71” datçigi kabul etmegiň teoretiki mehanizmi boýunça birnäçe gözleg geçirdi we datçigiň işleýşine täsir edýän üç sany garaşsyz esasy faktory teklip etdi, hususan-da reseptorlaryň işine, transduser funksiýasyna we peýdalylyga (1-nji surat)..Reseptor funksiýasy MOS üstüniň gaz molekulalary bilen täsirleşmek ukybyna degişlidir.Bu funksiýa MOS-yň himiki aýratynlyklary bilen ýakyndan baglanyşyklydyr we daşary ýurtly kabul edijileri (mysal üçin, metal NP we beýleki MOS) girizmek arkaly ep-esli gowulaşyp biler.Geçiriji funksiýa, gaz bilen MOS üstündäki reaksiýany MOS-nyň däne araçäkleriniň agdyklyk edýän elektrik signalyna öwürmek ukybyna degişlidir.Şeýlelik bilen, duýgur funksiýa MOC bölejikleriniň ululygyna we daşary ýurt reseptorlarynyň dykyzlygyna ep-esli derejede täsir edýär.Katoch we al.90, ZnO-SnO2 nanofibrilleriň däne ululygynyň azalmagynyň köp sanly heterojunksiýanyň döremegine we transduser funksiýasyna laýyk gelýän datçigiň duýgurlygynyň ýokarlanmagyna sebäp bolandygyny habar berdi.Wang we al.91 Zn2GeO4 dürli däne ululyklaryny deňeşdirdi we däne araçäkleri girizilenden soň datçigiň duýgurlygynyň 6,5 esse ýokarlanandygyny görkezdi.Utility, içerki MOS gurluşyna gazyň bardygyny suratlandyrýan başga bir esasy datçigiň öndürijilik faktorydyr.Gaz molekulalary içki MOS bilen aralaşyp we täsir edip bilmese, datçigiň duýgurlygy peseler.Peýdalylygy, duýgur materialyň gözenek ululygyna bagly belli bir gazyň diffuziýa çuňlugy bilen ýakyndan baglanyşyklydyr.Sakai we başgalar.92 datçigiň flýu gazlaryna duýgurlygyny modelleşdirdi we gazyň molekulýar agramynyň hem, sensor membranasynyň gözenek radiusynyň datçigiň membranasyndaky dürli gaz diffuziýa çuňlugynda datçigiň duýgurlygyna täsir edýändigini anyklady.Aboveokardaky çekişme, ýokary öndürijilikli gaz datçikleriniň reseptor funksiýasyny, transduser funksiýasyny we peýdalylygyny deňagramlaşdyrmak we optimizirlemek arkaly ösdürilip bilinjekdigini görkezýär.
Aboveokardaky iş, bir MOS-yň esasy kabul ediş mehanizmini aýdyňlaşdyrýar we MOS-yň işine täsir edýän birnäçe faktorlary ara alyp maslahatlaşýar.Bu faktorlardan başga-da, heterostruktura esaslanýan gaz datçikleri datçigiň we reseptor funksiýalaryny ep-esli gowulandyrmak arkaly datçigiň işleýşini hasam gowulandyryp biler.Mundan başga-da, heteronanostrukturalar katalitik reaksiýalary güýçlendirmek, zarýadyň geçirilmegini kadalaşdyrmak we has köp adsorbsion saýtlaryny döretmek arkaly datçigiň işleýşini hasam gowulandyryp biler.Häzirki wagta çenli güýçlendirilen duýgurlygyň mehanizmlerini ara alyp maslahatlaşmak üçin MOS heteronanostrukturalaryna esaslanýan köp gaz datçikleri öwrenildi95,96,97.Miller we başgalar.55, heteronanostrukturalaryň duýgurlygyny ýokarlandyrmagy ähtimal birnäçe mehanizmleri jemledi, şol sanda ýerüsti, interfeýs we gurluşa bagly.Olaryň arasynda interfeýslere bagly güýçlendiriji mehanizm, bir teoriýadaky ähli interfeýs täsirlerini ýapmak üçin gaty çylşyrymly, sebäbi heteronanostruktura materiallaryna esaslanýan dürli datçikler (mysal üçin, nn-heterojunksiýa, pn-heterojunction, pp-heterojunction we ş.m.) ulanylyp bilner. .Şottki düwün).Adatça, MOS esasly heteronanostruktura datçikleri elmydama iki ýa-da has ösen datçik mehanizmlerini öz içine alýar98,99,100.Bu güýçlendiriji mehanizmleriň sinergistik täsiri sensor signallaryny kabul etmegi we gaýtadan işlemegi güýçlendirip biler.Şeýlelik bilen, birmeňzeş nanostruktura materiallaryna esaslanýan datçikleri kabul etmegiň mehanizmine düşünmek, gözlegçileriň zerurlyklaryna laýyklykda aşaky gaz datçiklerini ösdürmäge kömek etmek üçin möhümdir.Mundan başga-da, enjamyň geometrik gurluşy 74, 75, 76 datçigiň duýgurlygyna ep-esli derejede täsir edip biler. Sensoryň özüni alyp barşyny yzygiderli seljermek üçin dürli heteronanostruktura materiallaryna esaslanýan üç enjam gurluşynyň duýgur mehanizmleri görkeziler. we aşakda ara alnyp maslahatlaşyldy.
MOS esasly gaz datçikleriniň çalt ösmegi bilen dürli hetero-nanostrukturaly MOS teklip edildi.Geterointerfeýsdäki zarýadyň geçirilmegi komponentleriň dürli Fermi derejesine (Ef) baglydyr.Geterointerfeýsinde, elektronlar bir Fermi derejeleri deňagramlylyga ýetýänçä, uly Ef bilen beýleki tarapa kiçi Ef bilen beýleki tarapa hereket edýärler we tersine deşikler.Soňra heterointerfeýsdäki göterijiler tükenýär we tükenen gatlak emele getirýär.Sensor maksatly gazyň täsirine düşensoň, heteronanostrukturaly MOS göterijiniň konsentrasiýasy, päsgelçilik beýikligi ýaly üýtgeýär we şeýlelik bilen ýüze çykaryş signalyny güýçlendirýär.Mundan başga-da, heteronanostrukturalary ýasamagyň dürli usullary materiallar bilen elektrodlaryň arasynda dürli gatnaşyklara sebäp bolýar, bu bolsa dürli enjam geometriýalaryna we dürli duýgur mehanizmlerine sebäp bolýar.Bu synda üç sany geometrik enjam gurluşyny teklip edýäris we her gurluş üçin duýgur mehanizmini ara alyp maslahatlaşýarys.
Geter kesgitlemesi, gaz kesgitlemegiň ýerine ýetirilmeginde möhüm rol oýnasa-da, datçigiň geçiriji kanalynyň ýerleşişi enjamyň geometriýasyna gaty bagly bolany üçin, ähli datçigiň enjam geometriýasy ýüze çykaryş hereketine ep-esli derejede täsir edip biler.2-nji suratda görkezilişi ýaly, bu ýerde üç sany MOS enjamynyň üç sany geometriýasy ara alnyp maslahatlaşylýar, birinji görnüşde iki sany MOS baglanyşygy iki elektrodyň arasynda tötänleýin paýlanýar we geçiriji kanalyň ýerleşişi esasy MOS tarapyndan kesgitlenýär, ikinjisi Dürli MOS-dan birmeňzeş nanostrukturalaryň emele gelmegi, diňe bir MOS elektroda birikdirilen.elektrod birikdirilýär, soň geçiriji kanal adatça MOS-nyň içinde ýerleşýär we göni elektroda birikdirilýär.Üçünji görnüşde, iki materialyň arasynda emele gelen heteroýunksiýa arkaly enjamy ugrukdyryp, iki elektrod aýratynlykda iki material birikdirilýär.
Birleşmeleriň arasyndaky defis (mysal üçin “SnO2-NiO”) iki komponentiň diňe garylandygyny görkezýär (I görnüş).Iki baglanyşygyň arasyndaky “@” belgisi (meselem, “SnO2 @ NiO”), kofe materialynyň (NiO) II görnüşli datçik gurluşy üçin SnO2 bilen bezelendigini görkezýär.Çyzgy (mysal üçin “NiO / SnO2”) III görnüşli datçigiň dizaýnyny görkezýär.
MOS kompozitlerine esaslanýan gaz datçikleri üçin iki sany MOS elementi tötänleýin elektrodlaryň arasynda paýlanýar.Sol-gel, köpeltmek, gidrotermal, elektrospinning we mehaniki garyş usullary ýaly MOS kompozitlerini taýýarlamak üçin köp sanly ýasama usullary işlenip düzüldi98,102,103,104.Recentlyakynda, metal merkezlerden we organiki baglanyşyklardan düzülen gözenekli kristal gurluşly materiallaryň synpy bolan metal-organiki çarçuwalar (MOF) gözenekli MOS kompozitlerini ýasamak üçin şablon hökmünde ulanyldy105,106,107,108.MOS kompozitleriniň göterimi birmeňzeş bolsa-da, dürli önümçilik amallaryny ulananyňyzda duýgurlyk aýratynlyklary üýtgäp biler.109,110 Mysal üçin, Gao we al.109 birmeňzeş atom gatnaşygy bolan MoO3 ± SnO2 kompozitlerine esaslanýan iki datçik ýasady. (Mo: Sn = 1: 1.9) we dürli ýasama usullarynyň dürli duýgurlyga sebäp bolýandygyny anyklady.Şapoşnik we başgalar.110, bilelikde çökdürilen SnO2-TiO2-iň gazly H2-e bolan reaksiýasynyň, hatda şol bir Sn / Ti gatnaşygynda-da mehaniki garylan materiallardan tapawutlydygyny habar berdi.Bu tapawut, MOP bilen MOP kristal ululygynyň arasyndaky baglanyşyk dürli sintez usullary bilen üýtgeýär109,110.Dänäniň ululygy we görnüşi donoryň dykyzlygy we ýarymgeçirijiniň görnüşi boýunça yzygiderli bolanda, kontakt geometriýasy 110 üýtgemese, jogap şol bir görnüşde galmalydyr.Staerz we başgalar.111, SnO2-Cr2O3 ýadrosy (CSN) nanofibrleri we ýerdäki SnO2-Cr2O3 CSN-leriň ýüze çykaryş aýratynlyklarynyň birmeňzeşdigini, nanofiber morfologiýasynyň artykmaçlyk bermeýändigini habar berdi.
Dürli ýasama usullaryndan başga-da, iki dürli MOSFET-iň ýarymgeçiriji görnüşleri hem datçigiň duýgurlygyna täsir edýär.Mundan başga-da, iki MOSFET-iň bir ýarymgeçirijiniň (nn ýa-da pp çatrygy) ýa-da dürli görnüşli (pn çatrygy) görnüşine baglylykda iki kategoriýa bölmek mümkin.Gaz datçikleri şol bir görnüşdäki MOS kompozitlerine esaslananda, iki MOS-nyň molar nisbatlaryny üýtgedip, duýgurlyga jogap häsiýeti üýtgemez we datçigiň duýgurlygy nn- ýa-da pp-heterojunksiýalaryň sanyna görä üýtgeýär.Kompozitde bir komponent agdyklyk edende (mysal üçin 0.9 ZnO-0.1 SnO2 ýa-da 0,1 ZnO-0.9 SnO2), geçiriji kanal 92-nji gomojunction geçiriji kanaly diýlip atlandyrylýan agdyklyk edýän MOS tarapyndan kesgitlenýär.Iki komponentiň gatnaşygy deňeşdirilende, geçiriji kanalyň heterojunksiýa 98,102 agdyklyk edýändigi çak edilýär.Yamazoe we başgalar.112,113 iki komponentiň heterokontakt sebitiniň datçigiň duýgurlygyny ep-esli ýokarlandyryp biljekdigini habar berdi, sebäbi komponentleriň dürli işleýiş funksiýalary sebäpli emele gelen heteroýunksion barýer, elektronlara sezewar bolan datçigiň hereket hereketini netijeli dolandyryp biler.Dürli gurşaw gazlary 112,113.Injirde.3a surat, dürli ZnO mazmuny bolan (0-10 mol% Zn) SnO2-ZnO süýümli iýerarhiki gurluşlara esaslanýan datçikleriň etanoly saýlap biljekdigini görkezýär.Şolaryň arasynda SnO2-ZnO süýümlerine esaslanýan datçik (7 mol.% Zn) köp sanly heterojunksiýanyň emele gelmegi we öwrüjiniň işini ýokarlandyrýan we gowulaşan belli bir ýer meýdanynyň köpelmegi sebäpli iň ýokary duýgurlygy görkezdi duýgurlyk 90 Şeýle-de bolsa, ZnO mazmunynyň 10 mol% -e çenli ýokarlanmagy bilen, SnO2-ZnO mikrostrukturasy ýerüsti işjeňleşdiriş ýerlerini örtüp we datçigiň duýgurlygyny peseldip biler85.NiO-NiFe2O4 pp dürli Fe / Ni gatnaşygy bolan (3-nji surat) 114 esasly heterozunksiýa kompozitlerine esaslanýan datçikler üçin hem şuňa meňzeş tendensiýa syn edilýär.
SnO2-ZnO süýümleriniň SEM şekilleri (7 mol.% Zn) we 260 ° C-de 100 ppm konsentrasiýasy bolan dürli gazlara datçigiň täsiri;54b Dürli gazlaryň 50 ppm, 260 ° C arassa NiO we NiO-NiFe2O4 kompozitlerine esaslanýan datçikleriň jogaplary;114 (c) xSnO2- (1-x) Co3O4 düzümindäki düwünleriň sanynyň shemasy we 10 ppm CO, aseton, C6H6 we SO2 üçin xSnO2- (1-x) Co3O4 kompozisiýasynyň degişli garşylyk we duýgurlyk reaksiýalary Sn / Co 98-iň molar gatnaşygyny üýtgedip, 350 ° C-de gaz
Pn-MOS kompozitleri MOS115-iň atom gatnaşygyna baglylykda dürli duýgurlyk häsiýetini görkezýär.Umuman aýdanyňda, MOS kompozitleriniň duýgur häsiýeti, MOS-yň datçik üçin esasy geçiriji kanal hökmünde işlemegine gaty baglydyr.Şonuň üçin kompozitleriň göterim düzümini we nanostrukturasyny häsiýetlendirmek gaty möhümdir.Kim we al.98 bu netijäni elektrospinning we datçigiň häsiýetlerini öwrenmek arkaly xSnO2 ± (1-x) Co3O4 birleşdirilen nanofibrleriň bir toparyny sintez etmek arkaly tassyklady.SnO2-Co3O4 birleşdirilen datçigiň özüni alyp barşynyň, SnO2 (3-nji surat) 98 göterimini azaltmak arkaly n görnüşinden p görnüşine geçendigini gördüler.Mundan başga-da, heterojunksiýa agdyklyk edýän datçikler (0,5 SnO2-0.5 Co3O4 esaslanýar), birmeňzeş agdyklyk edýän datçikler bilen deňeşdirilende C6H6 üçin iň ýokary geçiriş tizligini görkezdi (mysal üçin, ýokary SnO2 ýa-da Co3O4 datçikleri).0,5 SnO2-0.5 Co3O4 esasly datçigiň ýokary garşylygy we umumy datçigiň garşylygyny modulirlemek üçin has uly ukyby, C6H6-a iň ýokary duýgurlygyny üpjün edýär.Mundan başga-da, SnO2-Co3O4 heterointerfeýslerinden gelip çykýan panjara gabat gelmeýän kemçilikler, gaz molekulalary üçin artykmaç adsorbsion ýerleri döredip biler we şeýlelik bilen datçigiň seslenmesini güýçlendirer109,116.
Ondarymgeçiriji görnüşli MOS-dan başga-da, MOS-kompozitleriniň duýgur hereketi MOS-117 himiýasy arkaly hem düzülip bilner.Huo et al.117, Co3O4-SnO2 kompozitlerini taýýarlamak üçin ýönekeý siňdiriş usulyny ulanyp, Co / Sn molar nisbatynda 10% datçigiň H2-e p görnüşli kesgitleme jogabyny we n görnüşli duýgurlygyny görkezendigini anyklady. H2.jogap.CO, H2S we NH3 gazlaryna datçigiň jogaplary 4a117-nji suratda görkezilýär.Pes Co / Sn gatnaşygynda, SnO2 ± SnO2 nanograin araçäklerinde köp sanly birleşmeler emele gelýär we H2-e n görnüşli sensor jogaplaryny görkezýär (4b, c) 115.Co / Sn gatnaşygy 10 mol çenli ýokarlanmagy bilen.%, SnO2-SnO2 birmeňzeş birleşmeleriň ýerine bir wagtyň özünde köp Co3O4-SnO2 heterojunksiýalary emele geldi (4d-nji surat).Co3O4 H2 babatynda hereketsiz we SnO2 H2 bilen güýçli reaksiýa berýändigi sebäpli, H2-iň ion kislorod görnüşleri bilen reaksiýasy esasan SnO2117-iň üstünde ýüze çykýar.Şonuň üçin elektronlar SnO2-e geçýär we Ef SnO2 geçiriji zolaga geçýär, Ef Co3O4 bolsa üýtgewsiz galýar.Netijede, ýokary Co / Sn gatnaşygy bolan materiallaryň p görnüşli duýgur hereketini görkezýändigini görkezýän datçigiň garşylygy ýokarlanýar (4e-nji surat).Munuň tersine, CO, H2S we NH3 gazlary SnO2 we Co3O4 ýüzlerinde ion kislorod görnüşleri bilen reaksiýa berýär we elektronlar gazdan datçige geçýär, netijede barýer beýikliginiň peselmegine we n görnüşli duýgurlygyň peselmegine sebäp bolýar (4f surat)..Bu dürli datçigiň özüni alyp barşy, Co3O4-iň dürli gazlar bilen dürli reaktiwligi bilen baglanyşykly, muny Yin we başgalar tassyklady.118.Edil şonuň ýaly, Katok we başgalar.119, SnO2-ZnO kompozitleriniň H2-e gowy saýlama we ýokary duýgurlygynyň bardygyny görkezdi.Bu hereket, H atomlarynyň ZnO-nyň O pozisiýalaryna aňsatlyk bilen ýerleşdirilip bilinjekdigi sebäpli ýüze çykýar, H-s orbital bilen O-p-orbital arasynda güýçli gibridleşme sebäpli, ZnO120,121 metallaşmagyna sebäp bolýar.
H2, CO, NH3 we H2S, b, c Co3O4 / SnO2 ýaly azaldýan gazlar üçin adaty peselýän gazlar üçin Co / Sn-10% dinamiki garşylyk egrileri, pes% m-de H2 üçin birleşme duýgur mehanizm diagrammasy.Co / Sn, df Co3O4 Hokary Co / Sn / SnO2 birleşmesi bolan H2 we CO, H2S we NH3 mehanizmini ýüze çykarmak
Şonuň üçin I görnüşli datçigiň duýgurlygyny degişli ýasama usullaryny saýlap, kompozitleriň däne ululygyny azaltmak we MOS kompozitleriniň molar nisbatlaryny optimizirlemek arkaly ösdürip bileris.Mundan başga-da, duýgur materialyň himiýasyna çuňňur düşünmek datçigiň seçimliligini hasam artdyryp biler.
II görnüşli datçik gurluşlary, bir “ussat” nanomaterial we ikinji ýa-da üçünji nanomaterial ýaly dürli birmeňzeş nanostruktura materiallaryny ulanyp bilýän başga bir meşhur datçik gurluşydyr.Mysal üçin, nanopartikullar, ýadro gabygy (CS) we köp gatlakly heteronanostruktura materiallary bilen bezelen bir ölçegli ýa-da iki ölçegli materiallar köplenç II görnüşli datçik gurluşlarynda ulanylýar we aşakda jikme-jik ara alnyp maslahatlaşylar.
2b (1) suratda görkezilişi ýaly ilkinji heteronanostruktura materialy (bezelen heteronanostruktura) üçin datçigiň geçiriji kanallary esasy material bilen birleşdirilýär.Geterogunksiýalaryň emele gelmegi sebäpli üýtgedilen nanobölejikler, gazyň siňdirilmegi ýa-da siňdirilmegi üçin has reaktiw ýerleri üpjün edip biler, şeýle hem duýgurlygyň gowulaşmagy üçin katalizator bolup biler109,122,123,124.Uanuan we başg.Gunawan we başgalar.125. Bir ölçegli Au @ α-Fe2O3 esasly aşa ýokary duýgurlyk aseton datçigi teklip edildi we datçigiň duýgurlygynyň O2 molekulalarynyň kislorod çeşmesi hökmünde işjeňleşmegi bilen gözegçilik edilýändigi syn edildi.Au NP-leriň bolmagy, asetonyň okislenmegi üçin kislorod molekulalarynyň panjara kislorodyna bölünmegini öňe sürýän katalizator bolup biler.Şuňa meňzeş netijeler Choi et al.9, adsorbsirlenen kislorod molekulalaryny ionlaşdyrylan kislorod görnüşlerine bölmek we asetona duýgur täsirini güýçlendirmek üçin Pt katalizatory ulanyldy.2017-nji ýylda şol bir gözleg topary, 5126-njy suratda görkezilişi ýaly, bimetal nanobölejikleriň katalizde has täsirli bolandygyny görkezdi. ortaça ululygy 3 nm-den az.Soňra, elektrospinning usulyny ulanyp, asetona ýa-da H2S-e duýgurlygy we seçimliligini ýokarlandyrmak üçin PtM @ WO3 nanofibrleri alyndy (5b - g surat).Recentlyakynda, atomlary we sazlanan elektron gurluşlary ulanmagyň iň ýokary netijeliligi sebäpli kataliz we gaz derňewi ulgamynda ýeke atom katalizatorlary (SACs) ajaýyp katalitik öndürijiligini görkezdi127,128.Şin we başgalar.129 himiki çeşme hökmünde Pt-SA labyrly uglerod nitridini (MCN), SnCl2 we PVP nanosheetlerini ulanyp, Pt @ MCN @ SnO2 içerki süýümleri gaz tapmak üçin taýýarlady.Pt @ MCN-iň düzüminiň gaty pesdigine garamazdan (0,13 wt. SnO2)..Bu ajaýyp kesgitleme ýerine ýetirijiligi, Pt SA katalizatorynyň iň ýokary atom netijeliligi we SnO2129 işjeň saýtlarynyň iň az örtügi bilen baglanyşykly bolup biler.
PtM-apo (PtPd, PtRh, PtNi) nanopartikullaryny almak üçin Apoferritin ýüklenen encapsulýasiýa usuly;bd pristin WO3, PtPd @ WO3, PtRn @ WO3, we Pt-NiO @ WO3 nanofiberleriniň dinamiki gaz duýgur häsiýetleri;meselem, PtPd @ WO3, PtRn @ WO3 we Pt-NiO @ WO3 nanofiber datçikleriniň saýlama aýratynlyklaryna esaslanýar
Mundan başga-da, skaf materiallary bilen nanobölejikleriň arasynda emele gelen heteroýunksiýalar, datçigiň işleýşini gowulandyrmak üçin radial modulirleme mehanizmi arkaly geçiriji kanallary netijeli modulirläp biler130,131,132.Injirde.6a suratda gazlary azaltmak we oksidlemek üçin arassa SnO2 we Cr2O3 @ SnO2 nanowirleriň datçik aýratynlyklary we degişli sensor mehanizmleri görkezilýär131.Arassa SnO2 nanowirleri bilen deňeşdirilende, Cr2O3 @ SnO2 nanowirleriň gazlary azaltmaga bolan täsiri ep-esli ýokarlanýar, şol bir wagtyň özünde oksidleýji gazlaryň täsiri hasam erbetleşýär.Bu hadysalar, emele gelen pn heterojksiýasynyň radial ugrunda SnO2 nanowirleriniň geçiriji kanallarynyň ýerli peselmegi bilen ýakyndan baglanyşyklydyr.Sensoryň garşylygy, gazlary azaltmak we oksidlemek täsirinden soň arassa SnO2 nanowirleriň üstündäki EDL giňligini üýtgetmek arkaly düzülip bilner.Şeýle-de bolsa, Cr2O3 @ SnO2 nanowirler üçin howadaky SnO2 nanowirleriniň başlangyç DEL-i arassa SnO2 nanowirleri bilen deňeşdirilende köpelýär we geçirijilik kanaly hetero-funksiýanyň emele gelmegi sebäpli basylýar.Şonuň üçin datçik azalýan gaza sezewar bolanda, duzaga düşen elektronlar SnO2 nanowirlerine goýberilýär we EDL ep-esli azalýar, netijede arassa SnO2 nanowirlerinden has ýokary duýgurlyk bolýar.Tersine, oksidleýji gaza geçeniňizde, DEL-iň giňelmegi çäklidir, netijede pes duýgurlyk ýüze çykýar.Şuňa meňzeş duýgur jogap netijeleri Choi we başg.TiO2 nanobölejikler (6b surat) 133. Bu netije esasan SnO2 we MOS (TiO2 ýa-da WO3) nanopartikullaryň dürli iş funksiýalary bilen baglanyşykly.P görnüşli (n görnüşli) nanopartikullarda çarçuwaly materialyň (SnO2) geçiriji kanaly radial ugurda giňelýär (ýa-da şertnamalar), soňra bolsa (ýa-da okislenme) täsir edip, hasam giňelýär (ýa-da gysgalýar) gazyň SnO2 - gapyrgasynyň geçiriji kanalyndan (6b surat).
Üýtgedilen LF MOS tarapyndan döredilen radial modulýasiýa mehanizmi.Arassa SnO2 we Cr2O3 @ SnO2 nanowirlere we degişli duýgur mehanizm shematiki diagrammalaryna esaslanýan gazlary azaltmak we oksidlemek üçin 10 ppm-a gaz jogaplarynyň gysgaça mazmuny;we WO3 @ SnO2 nanorodlaryň we shema mehanizminiň degişli shemalary133
Bilaýer we köp gatlakly heterostruktura enjamlarynda enjamyň geçiriji kanalynda elektrodlar bilen göni aragatnaşykda gatlak (köplenç aşaky gatlak) agdyklyk edýär we iki gatyň interfeýsinde emele gelen heteroýunksiýa aşaky gatlagyň geçirijiligini dolandyryp biler. .Şonuň üçin gazlar ýokarky gatlak bilen täsirleşende, aşaky gatlagyň geçiriji kanallaryna we enjamyň 134 garşylygyna ep-esli derejede täsir edip biler.Mysal üçin, Kumar we başgalar.77, NH3 üçin TiO2 @ NiO we NiO @ TiO2 goşa gatlaklarynyň ters hereketini habar berdi.Bu tapawut, iki datçigiň geçiriji kanallarynyň dürli materiallaryň gatlaklarynda (degişlilikde NiO we TiO2) agdyklyk edýändigi sebäpli ýüze çykýar, soňra esasy geçiriji kanallaryň üýtgemeleri başga77.
Bilaýer ýa-da köp gatly heteronanostrukturalar köplenç tüýkürmek, atom gatlagy (ALD) we merkezden gaçyryş usuly bilen öndürilýär 56,70,134,135,136.Filmiň galyňlygy we iki materialyň kontakt meýdany gowy dolandyrylyp bilner.7a we b suratlarynda NiO @ SnO2 we Ga2O3 @ WO3 nanofilmleri, etanolyň tapylmagy üçin tüýkürmek arkaly alnan13,137 görkezilýär.Şeýle-de bolsa, bu usullar köplenç tekiz filmleri öndürýär we bu tekiz filmler, ýerüsti meýdany we gaz geçirijiligi pesligi sebäpli 3D nanostruktura materiallaryndan has duýgur.Şol sebäpli dürli iýerarhiýaly bilýer filmlerini ýasamak üçin suwuk fazaly strategiýa, belli bir ýer meýdanyny köpeltmek arkaly duýgur öndürijiligini gowulandyrmak teklip edildi41,52,138.Zhu et al139 tüýdük we gidrotermiki usullary birleşdirip, H2S-ni anyklamak üçin SnO2 nanowirlerinden (ZnO @ SnO2 nanowires) ýokary tertipli ZnO nanowirlerini öndürýär (7-nji surat).Onuň 1 ppm H2S-e beren jogaby, tüýkürilen ZnO @ SnO2 nanofilmlerine esaslanýan datçigiňkiden 1,6 esse ýokary.Liu we başgalar.52 iýerarhiki SnO2 @ NiO nanostrukturasyny ýasamak üçin iki basgançakly himiki çöketlik usulyny ulanyp, ýokary öndürijilikli H2S datçigi, termal anneal (10d surat) habar berdi.Adaty tüýdükli SnO2 @ NiO bilýer filmleri bilen deňeşdirilende, belli bir ýer meýdanynyň köpelmegi sebäpli SnO2 @ NiO iýerarhiki bilýer gurluşynyň duýgurlygy ep-esli gowulaşýar 52,137.
MOS esasly goşa gatlak gaz datçigi.Etanol tapmak üçin NiO @ SnO2 nanofilm;Etanol tapmak üçin 137b Ga2O3 @ WO3 nanofilm;H2S-ni ýüze çykarmak üçin 135c ýokary sargyt edilen SnO2 @ ZnO bilýer iýerarhiki gurluşy;139d SnO2 @ NiO bilýeriň H2S52-ni anyklamak üçin iýerarhiki gurluşy.
Coreadro gabygynyň heteronanostrukturalaryna (CSHN) esaslanýan II görnüşli enjamlarda, duýgur mehanizmi has çylşyrymly, sebäbi geçiriji kanallar içki gabyk bilen çäklenmeýär.Önümçilik ýoly we paketiň galyňlygy (hs) geçiriji kanallaryň ýerleşişini kesgitläp biler.Mysal üçin, aşaky sintez usullaryny ulananyňyzda, geçiriji kanallar adatça iki gatly ýa-da köp gatlakly enjam gurluşlaryna meňzeş içki ýadro bilen çäklenýär (2b surat (3)) 123, 140, 141, 142, 143. Şu we başgalar.144, geçiriji kanalyň merkezi bölegi bilen çäklendirilen α-Fe2O3 nanorodlara NiO ýa-da CuO NP gatlaklaryny goýup, CSHN NiO @ α-Fe2O3 we CuO @ α-Fe2O3 almak üçin aşaky çemeleşmäniň bardygyny habar berdi.(nanorodlar α-Fe2O3).Liu we başgalar.142, şeýle hem, kremniý nanowirleriň taýýarlanan massiwlerine TiO2 goýmak arkaly CSHN TiO2 @ Si-iň esasy bölegine geçiriji kanaly çäklendirmegi başardy.Şonuň üçin onuň duýgur hereketi (p görnüşi ýa-da n görnüşi) diňe kremniý nanowiriniň ýarymgeçiriji görnüşine baglydyr.
Şeýle-de bolsa, habar berlen CSHN esasly datçikleriň köpüsi (2b (4-nji surat)) sintezlenen CS materialynyň tozanlaryny çiplere geçirmek arkaly ýasaldy.Bu ýagdaýda datçigiň geçirijilik ýoly ýaşaýyş galyňlygyna (sag) täsir edýär.Kimiň topary, hs-iň gaz tapmagyň ýerine ýetirýän täsirini derňedi we ýüze çykarmak mümkin mehanizmini teklip etdi100,112,145,146,147,148. Bu gurluşyň duýgur mehanizmine iki faktoryň goşant goşýandygyna ynanylýar: (1) gabygyň EDL-iň radial modulýasiýasy we (2) elektrik meýdanynyň ýuwulmagy (8-nji surat) 145. Gözlegçiler geçiriji kanalyň bardygyny bellediler daşaýjylaryň köpüsi, gabyk gatlagynyň hs> λD bolanda gabyk gatlagy bilen çäklenýär145. Bu gurluşyň duýgur mehanizmine iki faktoryň goşant goşýandygyna ynanylýar: (1) gabygyň EDL-iň radial modulýasiýasy we (2) elektrik meýdanynyň ýuwulmagy (8-nji surat) 145. Gözlegçiler geçiriji kanalyň bardygyny bellediler daşaýjylaryň köpüsi, gabyk gatlagynyň hs> λD bolanda gabyk gatlagy bilen çäklenýär145. Считается, что в механизме восприятия этой зыстаствуют два заа: (1) адальная г г г ДЭС оболочки и (2) дз размития читрического поля (рис. 8) 145. Исследователи отмотлич, втовщик кроссовкасы. λD оболочки145. Bu gurluşy kabul etmegiň mehanizmine iki faktoryň gatnaşýandygyna ynanylýar: (1) gabygyň EDL-ni radial modulirlemek we (2) elektrik meýdanyny bulaşdyrmagyň täsiri (8-nji surat) 145. Gözlegçiler bellediler. daşaýjy geçiriji kanal, hs> λD gabyklary145 bolanda gabyk bilen çäklenýär.Bu gurluşyň ýüze çykaryş mehanizmine iki faktoryň goşant goşýandygyna ynanylýar: (1) gabygyň DEL-iň radial modulýasiýasy we (2) elektrik meýdanynyň ýuwulmagynyň täsiri (8-nji surat) 145.研究 人员 提到 传导 当 s s> 14D145 时 ， 载 流。。。 > 14D145 时 ， 载 流。。。 Исследователи отметили, что Кан проводимости Когда hs> λD145 оболочки, количесто носителей в основном ограничено оболоакой. Gözlegçiler, geçiriji kanalyň gabygynyň hs> 14D145 bolanda, göterijileriň sanynyň esasan gabyk bilen çäklendirilendigini bellediler.Şonuň üçin CSHN esasly datçigiň garşylykly modulýasiýasynda, örtülen DEL-iň radial modulýasiýasy agdyklyk edýär (8a surat).Şeýle-de bolsa, gabygyň hs ≤DD-de, gabyk bilen adsorbsirlenen kislorod bölejikleri we CS heteroýunksiýasynda emele gelen heteroýunksiýa elektronlardan doly ýok bolýar. Şonuň üçin geçiriji kanal diňe bir gabyk gatlagynyň içinde däl, eýsem bölekleýin ýadro böleginde-de ýerleşýär, esasanam gabyk gatlagynyň hs <λD bolanda. Şonuň üçin geçiriji kanal diňe bir gabyk gatlagynyň içinde däl, eýsem bölekleýin ýadro böleginde-de ýerleşýär, esasanam gabyk gatlagynyň hs <λD bolanda. Поэтому Кан проводимости располагается не только внутри оболочечного слоя, ноябрь һәм частично в сердцевиной части, особенно при hs <λD оболочечного слоя. Şonuň üçin geçiriji kanal diňe bir gabyk gatlagynyň içinde däl, eýsem bölekleýin ýadro böleginde, esasanam gabyk gatlagynyň hs <λD ýerinde ýerleşýär.因此 ， s s <s <<< hs <λD 时。 Поэтому Кан проводимости располагается не только внутри оболочки, ноябрь һәм частично в сердцевине, особенно при hs <λD оболочки. Şonuň üçin geçiriji kanal diňe bir gabygyň içinde däl, eýsem bölekleýin ýadrosynda, esasanam gabygyň hs <λD-de ýerleşýär.Bu ýagdaýda, doly ýitirilen elektron gabygy we bölekleýin tükenen ýadro gatlagy, ähli CSHN garşylygyny modulirlemäge kömek edýär, netijede elektrik meýdanynyň guýrugynyň täsiri bolýar (8b-nji surat).Käbir beýleki gözlegler, hs effektini seljermek üçin elektrik meýdany guýrugynyň ýerine EDL göwrüm fraksiýa düşünjesini ulandy100,148.Bu iki goşandy göz öňünde tutup, CSHN garşylygynyň umumy modulýasiýasy, 8s-nji suratda görkezilişi ýaly, λD gabygy bilen deňeşdirilende iň uly bahasyna ýetýär.Şonuň üçin CSHN üçin iň amatly hs eksperimental gözegçiliklere laýyk gelýän λD gabygyna ýakyn bolup biler99,144,145,146,149.Birnäçe gözleg, hs-iň CSHN esasly pn-heterojunksiýa datçikleriniň duýgurlygyna täsir edip biljekdigini görkezdi 40,148.Li we başgalar.148 we Baý we başgalar.40, hs-iň TiO2 @ CuO we ZnO @ NiO ýaly pn-heterojunction CSHN datçikleriniň işleýşine täsirini yzygiderli derňedi, ALD aýlawyny üýtgedip.Netijede, hs40,148 artmagy bilen duýgur häsiýet p-görnüşinden n görnüşine üýtgedi.Bu özüňi alyp barşyň, ilki bilen (çäkli mukdarda ALD siklleri bilen) heterostrukturalaryň üýtgedilen heteronanostrukturalar hökmünde kabul edilip bilinjekdigi bilen baglanyşykly.Şeýlelik bilen, geçiriji kanal ýadro gatlagy (p görnüşli MOSFET) bilen çäklenýär we datçik p görnüşini kesgitlemek häsiýetini görkezýär.ALD siklleriniň sanynyň köpelmegi bilen örtük gatlagy (n görnüşli MOSFET) yzygiderli bolýar we geçiriji kanal hökmünde hereket edýär, netijede n görnüşli duýgurlyga sebäp bolýar.Şuňa meňzeş duýgur geçiş häsiýeti pn şahaly heteronanostruktura üçin 150,151 habar berildi.Zhou we başgalar.150, Mn3O4 nanowirleriň üstündäki Zn2SnO4 mazmunyna gözegçilik edip, Zn2SnO4 @ Mn3O4 şahaly heteronanostrukturalaryň duýgurlygyny barlady.Zn2SnO4 ýadrolary Mn3O4 üstünde emele gelende, p görnüşli duýgurlyk ýüze çykdy.Zn2SnO4 mazmunynyň hasam köpelmegi bilen, şahalanan Zn2SnO4 @ Mn3O4 heteronanostrukturalaryna esaslanýan datçik n görnüşli datçigiň hereketine geçýär.
CS nanowirleriň iki funksiýaly datçik mehanizminiň konseptual beýany görkezilýär.Elektron tükeniksiz gabyklaryň radial modulýasiýasy sebäpli garşylyk modulýasiýasy, b Garşylygyň modulirlemegine ýaramaz täsir we c iki täsiriň birleşmegi sebäpli CS nanowirleriň umumy garşylyk modulýasiýasy 40
Sözümiň ahyrynda, II görnüşli datçikler köp dürli iýerarhiki nanostrukturany öz içine alýar we datçigiň öndürijiligi geçiriji kanallaryň ýerleşişine gaty baglydyr.Şonuň üçin datçigiň geçiriji kanalynyň ýagdaýyna gözegçilik etmek we II görnüşli datçikleriň giňeldilen duýgur mehanizmini öwrenmek üçin laýyk heteronanostrukturaly MOS modelini ulanmak möhümdir.
III görnüşli datçik gurluşlary kän bir gabat gelmeýär we geçiriji kanal degişlilikde iki elektroda birikdirilen iki ýarymgeçirijiniň arasynda emele gelen heterojksiýa esaslanýar.Üýtgeşik enjam gurluşlary, adatça, mikromachinasiýa usullary arkaly alynýar we olaryň duýgur mehanizmleri öňki iki sensor gurluşyndan düýpgöter tapawutlanýar.III görnüşli datçigiň IV egrisi, adatça, birleşme emele gelmegi sebäpli adaty düzediş aýratynlyklaryny görkezýär48,152,153.Iň oňat birleşmäniň I - V häsiýetli egrisini, elektroniki zyňyndylaryň termion mehanizmi, heteroýunksiýa barýeriniň beýikliginden 152,154,155 suratlandyryp bolar.
bu ýerde Va ikitaraplaýyn naprýa .eniýe, A enjamyň meýdany, k Boltzmann hemişelik, T mutlak temperatura, q göterijiniň zarýady, Jn we Jp degişlilikde deşik we elektron diffuziýa tok dykyzlygydyr.IS: 152,154,155 hökmünde kesgitlenen ters doýma tokyny aňladýar
Şonuň üçin pn heterojunksiýasynyň umumy akymy zarýad göterijileriň konsentrasiýasynyň üýtgemegine we (3) we (4) 156 deňlemelerde görkezilişi ýaly, heteroýunksiýa barýeriniň beýikliginiň üýtgemegine baglydyr.
bu ýerde nn0 we pp0 n görnüşli (p görnüşli) MOS-da elektronlaryň (deşikleriň) konsentrasiýasy, \ (V_ {bi} ^ 0 \) gurlan potensial, Dp (Dn) diffuziýa koeffisiýenti elektronlar (deşikler), Ln (Lp) - elektronlaryň (deşikleriň) diffuziýa uzynlygy, ΔEv (ΔEc) - walent zolagynyň (geçiriji zolagyň) heterojuksiýadaky energiýa çalşygy.Häzirki dykyzlyk daşaýjynyň dykyzlygyna proporsional bolsa-da, \ (V_ {bi} ^ 0 \) bilen ters proporsionaldyr.Şonuň üçin häzirki dykyzlygyň umumy üýtgemegi, heteroýunksiýa barýeriniň beýikliginiň modulirlemegine berk baglydyr.
Aboveokarda belläp geçişimiz ýaly, hetero-nanostrukturaly MOSFET-leriň döredilmegi (mysal üçin, I görnüş we II görnüşli enjamlar) aýry-aýry böleklere däl-de, datçigiň işleýşini ep-esli gowulaşdyryp biler.III görnüşli enjamlar üçin, heteronanostruktura jogap, materialyň himiki düzümine baglylykda iki bölekden 48,153 ýa-da bir komponentden ýokary bolup biler76.Birnäçe hasabat, komponentleriň biri maksatly gaz 48,75,76,153 duýgur bolmadyk ýagdaýynda, heteronanostrukturalaryň jogabynyň bir komponentden has ýokarydygyny görkezdi.Bu ýagdaýda maksatly gaz diňe duýgur gatlak bilen täsirleşer we duýgur gatlagyň Ef üýtgemegine we heteroýunksiýa barýeriniň beýikliginiň üýtgemegine sebäp bolar.Soňra enjamyň umumy akymy ep-esli üýtgär, sebäbi deňleme laýyklykda heteroýunksion barýeriň beýikligi bilen ters baglanyşykly.(3) we (4) 48,76,153.Şeýle-de bolsa, n görnüşli we p görnüşli komponentler maksatly gaza duýgur bolanda, kesgitlemegiň öndürijiligi arasynda bolup biler.José et al.76 tüýkürmek arkaly gözenekli NiO / SnO2 film NO2 datçigini öndürdi we datçigiň duýgurlygynyň diňe NiO esasly datçikden has ýokarydygyny, ýöne SnO2 esasly datçigiňkiden pesdigini anyklady.datçikBu hadysa, SnO2 we NiO-nyň NO276-a garşy ters reaksiýalary görkezmegi bilen baglanyşykly.Mundan başga-da, iki komponentiň dürli gaz duýgurlygy barlygy sebäpli, oksidlenmegi we gazlary azaltmagy kesgitlemek meýli bolup biler.Mysal üçin, Kwon we başgalar.157, 9a-njy suratda görkezilişi ýaly, obli tüýkürmek arkaly NiO / SnO2 pn-heterojunksiýa gaz datçigini teklip etdi.Gyzykly tarapy, NiO / SnO2 pn-heterojunksiýa datçigi H2 we NO2 üçin birmeňzeş duýgurlyk tendensiýasyny görkezdi (9a surat).Bu netijäni çözmek üçin Kwon we başgalar.157 NO2 we H2 daşaýjylaryň konsentrasiýalaryny nädip üýtgedýändigini we IV häsiýetnamalary we kompýuter simulýasiýalaryny ulanyp, iki materialyň \ (V_ {bi} ^ 0 \) sazlanyşyny yzygiderli derňedi (9bd surat).9b we c suratlar H2 we NO2 degişlilikde p-NiO (pp0) we n-SnO2 (nn0) esasynda datçikleriň göterijiniň dykyzlygyny üýtgetmek ukybyny görkezýär.P görnüşli NiO-nyň pp0 NO2 gurşawynda birneme üýtgändigini, H2 gurşawynda düýpgöter üýtgändigini görkezdiler (9-njy surat).Şeýle-de bolsa, n görnüşli SnO2 üçin nn0 ters hereket edýär (9-njy surat).Bu netijelere esaslanyp, awtorlar H2 NiO / SnO2 pn heterojunksiýasy esasynda datçige ulanylanda, nn0-iň köpelmegi Jn-iň köpelmegine sebäp boldy we \ (V_ {bi} ^ 0 \) a jogabynyň peselmegi (9-njy surat).NO2 täsir edenden soň, SnO2-de nn0-iň uly peselmegi we NiO-da pp0-iň az ýokarlanmagy, duýgur seslenmäniň ýokarlanmagyny üpjün edýän \ (V_ {bi} ^ 0 \) peselmegine sebäp bolýar (9d-nji surat) ) 157 Netijede, göterijileriň konsentrasiýasynyň üýtgemegi we \ (V_ {bi} ^ 0 \) umumy tokyň üýtgemegine getirýär, bu bolsa ýüze çykarmak ukybyna hasam täsir edýär.
Gaz datçiginiň duýgur mehanizmi III görnüşli enjamyň gurluşyna esaslanýar.Elektron mikroskopiýa (SEM) kesişýän şekilleri, p-NiO / n-SnO2 nanokoil enjamyny we H-2 we NO2 üçin 200 ° C-de p-NiO / n-SnO2 nanokil heterojunks datçiginiň datçik häsiýetlerini skanirlemek;b, c-enjamyň kesişýän SEM we p-NiO b gatlagy we n-SnO2 c gatlagy bolan enjamyň simulýasiýa netijeleri.B p-NiO datçigi we c n-SnO2 datçigi gury howada we H2 we NO2 täsir edenden soň I - V aýratynlyklaryna laýyk gelýär.P-NiO-da b-deşik dykyzlygynyň iki ölçegli kartasy we reňkli şkalasy bolan n-SnO2 gatlagynda c-elektronlaryň kartasy Sentaurus TCAD programma üpjünçiligi arkaly modellendi.d Gurak howada p-NiO / n-SnO2, H2 we NO2157-iň 3D kartasyny görkezýän simulýasiýa netijeleri.
Materialyň himiki aýratynlyklaryndan başga-da, III görnüşli enjamyň gurluşy, öz-özi bilen işleýän gaz datçiklerini döretmegiň mümkinçiligini görkezýär, bu I we II görnüşli enjamlar bilen mümkin däl.Özlerine mahsus elektrik meýdany (BEF) sebäpli, pn heterojunksiýa diod gurluşlary köplenç fotoelektrik enjamlaryny gurmak we yşyklandyryş astynda otag temperaturasynda öz-özi işleýän fotoelektrik gaz datçiklerini döretmek üçin ulanylýar74,158,159,160,161.Materiallaryň Fermi derejesiniň tapawudy sebäpli ýüze çykan heterointerfeýsdäki BEF, elektron deşik jübütleriniň bölünmegine hem goşant goşýar.Öz-özi bilen işleýän fotowoltaik gaz datçiginiň artykmaçlygy, pes energiýa sarp etmegidir, sebäbi yşyklandyryjy ýagtylygyň energiýasyny siňdirip, daşarky güýç çeşmesine mätäç bolmazdan özüni ýa-da beýleki kiçi enjamlary dolandyryp biler.Mysal üçin, Tanuma we Sugiyama162, SnO2 esasly polikristally CO2 datçiklerini işjeňleşdirmek üçin NiO / ZnO pn heterojunksiýalaryny gün öýjükleri hökmünde ýasadylar.Gad we başgalar.74-nji suratda görkezilişi ýaly, Si / ZnO @ CdS pn heterojunksiýasyna esaslanýan öz-özi işleýän fotoelektrik gaz datçigi habar berildi.Dikligine gönükdirilen ZnO nanowirleri, p / görnüşli kremniy substratlarda Si / ZnO pn heterojunksiýalaryny emele getirmek üçin gönüden-göni ösdürilip ýetişdirildi.Soňra CdS nanopartikullary ZnO nanowirleriniň üstünde himiki ýeriň üýtgemegi bilen üýtgedildi.Injirde.10a, O2 we etanol üçin Si / ZnO @ CdS datçigiň jogap netijelerini görkezýär.Yşyklandyryşda, Si / ZnO heterointerfeýsinde BEP wagtynda elektron deşik jübütleriniň bölünmegi sebäpli açyk zynjyr naprýa .eniýesi (Voc) birikdirilen diodlaryň sany bilen çyzykly ýokarlanýar74,161.Voc bir deňleme bilen görkezilip bilner.(5) 156,
bu ýerde ND, NA we Ni donorlaryň, kabul edijileriň we içerki göterijileriň konsentrasiýasy bolup, k, T we q öňki deňlemedäki ýaly parametrlerdir.Oksidleýji gazlara sezewar bolanda, ZnO nanowirlerinden elektron çykarýarlar, bu bolsa \ (N_D ^ {ZnO} \) we Voc peselmegine sebäp bolýar.Munuň tersine, gazyň azalmagy Voc-yň ýokarlanmagyna getirdi (10a surat).ZnO-ny CdS nanopartikullary bilen bezäniňizde, CdS nanopartikullardaky fotosuratly elektronlar ZnO-nyň geçiriji zolagyna sanjylýar we adsorbsion gaz bilen täsirleşýär, şeýlelik bilen duýgynyň netijeliligini ýokarlandyrýar74,160.Si / ZnO esasly şuňa meňzeş öz-özi işleýän fotoelektrik gaz datçigi Hoffmann we başg.160, 161 (10b surat).Bu datçigi, iş funksiýasyny sazlamak üçin amin bilen işleýän ZnO nanopartikullary ([3- (2-aminetilamino) propil] trimetoksizilan) (amin-funksionallaşdyrylan-SAM) we tiol ((3-merkaptopropil)) ulanyp, taýýarlap bolýar. NO2 (trimetoksizilan) (tiol-funksionallaşdyrylan-SAM) saýlamak üçin niýetlenen gazyň (10-njy surat) 74,161.
III görnüşli enjamyň gurluşyna esaslanýan özbaşdak işleýän fotoelektrik gaz datçigi.Si / ZnO @ CdS esasly öz-özi işleýän fotoelektrik gaz datçigi, öz-özi hereket edýän duýgur mehanizm we oksidlenen (O2) we gün şöhlesiniň aşagynda azalýan (1000 ppm etanol) gazlara datçigiň täsiri;Si ZnO / ZnO datçiklerine we ZnO SAM terminaly aminler we tiollar 161 bilen işlenenden soň dürli gazlara datçik jogaplaryna esaslanýan öz-özi işleýän fotoelektrik gaz datçigi
Şonuň üçin III görnüşli datçikleriň duýgur mehanizmini ara alyp maslahatlaşanyňyzda, birleşýän barýeriň beýikliginiň üýtgemegini we gazyň daşaýjy konsentrasiýasyna täsir etmek ukybyny kesgitlemek möhümdir.Mundan başga-da, yşyklandyryş, öz-özi işleýän gaz tapmagy wada berýän gazlar bilen reaksiýa berýän fotogenerirlenen göterijileri döredip biler.
Bu edebiýat synynda aýdylyşy ýaly, datçigiň işleýşini gowulandyrmak üçin köp dürli MOS heteronanostruktura ýasaldy.Web of Science maglumatlar bazasy dürli açar sözler (metal oksid kompozitleri, ýadro gabyk metal oksidleri, gatlakly metal oksidleri we öz-özi işleýän gaz analizatorlary), şeýle hem tapawutly aýratynlyklary (bollyk, duýgurlyk / saýlama, energiýa öndürmek mümkinçiligi, önümçilik) gözlendi. .Usul Bu üç enjamyň üçüsiniň aýratynlyklary 2-nji tablisada görkezilýär. Performanceokary öndürijilikli gaz datçikleri üçin umumy dizaýn düşünjesi, “Yamazoe” tarapyndan teklip edilen üç esasy faktory seljermek arkaly ara alnyp maslahatlaşylýar.MOS heterostruktura datçikleriniň mehanizmleri Gaz datçiklerine täsir edýän faktorlara düşünmek üçin dürli MOS parametrleri (meselem, dänäniň ululygy, işleýiş temperaturasy, kemçilik we kislorod boşlugynyň dykyzlygy, açyk kristal uçarlar) üns bilen öwrenildi.Sensoryň duýgur hereketi üçin möhüm ähmiýete eýe bolan enjam gurluşy äsgerilmedi we seýrek ara alnyp maslahatlaşyldy.Bu syn, enjamyň gurluşynyň üç görnüşini kesgitlemegiň esasy mehanizmlerini ara alyp maslahatlaşýar.
Dänäniň ululygy gurluşy, önümçilik usuly we I görnüşli datçikdäki duýgur materialyň heterojunksiýalarynyň sany datçigiň duýgurlygyna ep-esli derejede täsir edip biler.Mundan başga-da, datçigiň özüni alyp barşyna komponentleriň molar gatnaşygy täsir edýär.II görnüşli enjam gurluşlary (bezeg heteronanostrukturalary, bilýer ýa-da köp gatly filmler, HSSN) iki ýa-da has köp komponentden ybarat iň meşhur enjam gurluşlarydyr we elektroda diňe bir komponent birikdirilýär.Bu enjam gurluşy üçin, geçiriş kanallarynyň ýerleşişini we olaryň degişlilikde üýtgemelerini kesgitlemek, duýmak mehanizmini öwrenmekde möhümdir.II görnüşli enjamlar köp dürli iýerarhiki heteronanostrukturalary öz içine alýandygy sebäpli, dürli duýgur mehanizmleri teklip edildi.III görnüşli duýgur gurluşda, geçiriji kanalda hetero-birleşmede emele gelen heterojksiýa agdyklyk edýär we duýgy mehanizmi düýbünden başga.Şonuň üçin maksatly gazyň III görnüşli datçige täsir edenden soň, birleşýän barýeriň beýikliginiň üýtgemegini kesgitlemek möhümdir.Bu dizaýn bilen, energiýa sarp edilişini azaltmak üçin özbaşdak işleýän fotoelektrik gaz datçikleri öndürilip bilner.Şeýle-de bolsa, häzirki önümçilik prosesi gaty çylşyrymly we duýgurlygy adaty MOS esasly himiki garşylykly gaz datçiklerinden has pes bolany üçin, öz-özi işleýän gaz datçiklerini öwrenmekde henizem köp ösüş bar.
Iýerarhiki heteronanostrukturaly gaz MOS datçikleriniň esasy artykmaçlyklary tizlik we has ýokary duýgurlykdyr.Şeýle-de bolsa, MOS gaz datçikleriniň käbir möhüm meseleleri (meselem, ýokary işleýiş temperaturasy, uzak möhletli durnuklylyk, pes saýlama we köpelmek, çyglylyk täsiri we ş.m.) henizem bar we amaly programmalarda ulanylmazdan ozal çözülmeli.Häzirki zaman MOS gaz datçikleri adatça ýokary temperaturada işleýär we datçigiň uzak möhletli durnuklylygyna täsir edýän köp güýç sarp edýär.Bu meseläni çözmegiň iki umumy çemeleşmesi bar: (1) pes güýçli sensor çiplerini ösdürmek;(2) pes temperaturada ýa-da otag temperaturasynda işläp bilýän täze duýgur materiallary ösdürmek.Pes güýçli datçik çiplerini ösdürmäge bir çemeleşme, keramika we kremniniň esasynda mikro gyzdyryjy plitalary ýasap, datçigiň göwrümini kiçeltmekdir.Keramiki esasly mikro ýyladyş plitalary bir datçik üçin takmynan 50-70 mV sarp edýär, optimal kremniý esasly mikro ýyladyş plitalary 300 ° C163,164-de üznüksiz işleýän mahaly datçik üçin 2 mW az sarp edip biler.Täze duýgur materiallaryň işlenip düzülmegi, iş temperaturasyny peseltmek arkaly energiýany sarp etmegiň täsirli usulydyr, şeýle hem datçigiň durnuklylygyny ýokarlandyryp biler.Sensoryň duýgurlygyny ýokarlandyrmak üçin MOS-yň göwrümi azalmagy bilen, MOS-nyň ýylylyk durnuklylygy has kynlaşýar, bu datçigiň signalynyň süýşmegine sebäp bolup biler165.Mundan başga-da, ýokary temperatura heterointerfeýsdäki materiallaryň ýaýramagyna we datçigiň elektron aýratynlyklaryna täsir edýän garyşyk fazalaryň döremegine kömek edýär.Gözlegçiler, degişli duýgur materiallary saýlamak we MOS heteronanostrukturalaryny ösdürmek arkaly datçigiň optimal işleýiş temperaturasynyň peselip biljekdigini habar berdiler.Highlyokary kristal MOS heteronanostrukturalary ýasamak üçin pes temperaturaly usul gözlemek, durnuklylygy ýokarlandyrmak üçin ýene bir geljegi uly çemeleşme.
MOS datçikleriniň saýlanylmagy başga bir amaly mesele, sebäbi dürli gazlar maksatly gaz bilen bilelikde ýaşaýar, MOS datçikleri köplenç birden köp gaza duýgur we köplenç haç duýgurlygyny görkezýär.Şonuň üçin datçigiň maksatly gazda we beýleki gazlarda saýlanyşyny ýokarlandyrmak amaly goşundylar üçin möhümdir.Soňky birnäçe onýyllygyň dowamynda, saýlama bölekleýin “elektron burunlar (E-burun)” diýlip atlandyrylýan gaz datçikleriniň massiwleri, wektor kwantizasiýasy (LVQ), esasy komponent derňewi (PCA) ýaly hasaplaýyş derňew algoritmleri bilen bilelikde çözüldi. we ş.m. e.Jynsy meseleler.Bölekleýin iň az kwadratlar (PLS) we ş.m. 31, 32, 33, 34. Iki esasy faktor (duýgur materialyň görnüşi we hasaplama derňewi bilen ýakyndan baglanyşykly datçikleriň sany) elektron burunlaryň ukyplaryny ýokarlandyrmakda möhümdir. gazlary kesgitlemek169.Şeýle-de bolsa, datçikleriň sanyny köpeltmek adatça köp çylşyrymly önümçilik proseslerini talap edýär, şonuň üçin elektron burunlaryň işleýşini gowulandyrmak üçin ýönekeý usul tapmak möhümdir.Mundan başga-da, MOS-ny beýleki materiallar bilen üýtgetmek, datçigiň seçimliligini ýokarlandyryp biler.Mysal üçin, NP Pd bilen üýtgedilen MOS-yň gowy katalitik işjeňligi sebäpli H2-ni saýlap tapmak mümkin.Soňky ýyllarda käbir gözlegçiler ululygy aýyrmak arkaly datçigiň saýlanylyşyny gowulandyrmak üçin MOS MOF ýüzüni örtdi171,172.Bu eserden ylham alyp, material işlemegi saýlama meselesini nädip çözüp biler.Şeýle-de bolsa, dogry material saýlamakda edilmeli işler kän.
Şol bir şertlerde we usullarda öndürilen datçikleriň häsiýetleriniň gaýtalanmagy uly göwrümli önümçilik we amaly goşundylar üçin ýene bir möhüm talapdyr.Adatça merkezden gaçyryş we suwa batyrmak usullary ýokary geçirijili gaz datçiklerini ýasamak üçin arzan bahaly usullardyr.Şeýle-de bolsa, bu prosesleriň dowamynda duýgur material jemlenip, duýgur material bilen substratyň arasyndaky baglanyşyk gowşaýar68, 138, 168. Netijede, datçigiň duýgurlygy we durnuklylygy ep-esli ýaramazlaşýar we öndürijilik köpelýär.Tüýkürmek, ALD, impulsly lazer çöketligi (PLD) we fiziki bug çökdürilmegi (PVD) ýaly beýleki ýasama usullary nagyşly kremniniň ýa-da alýuminiň aşaky gatlaklarynda bilýer ýa-da köp gatlakly MOS filmlerini öndürmäge mümkinçilik berýär.Bu usullar duýgur materiallaryň gurulmagynyň öňüni alýar, datçigiň köpelmegini üpjün edýär we tekiz inçe film datçikleriniň uly göwrümli önümçiliginiň mümkinçiligini görkezýär.Şeýle-de bolsa, bu tekiz filmleriň duýgurlygy, adatça kiçi meýdany we gazyň geçirijiligi pesligi sebäpli 3D nanostruktura materiallaryndan has pesdir41,174.Düzülen mikroarraýlarda belli ýerlerde MOS heteronanostrukturalaryny ösdürip ýetişdirmek we duýgur materiallaryň ululygyna, galyňlygyna we morfologiýasyna takyk gözegçilik etmek üçin ýokary strategiýa we duýgurlyk bilen wafli derejeli datçikleriň arzan bahaly ýasalmagy üçin möhümdir.Mysal üçin, Liu we başgalar.174, Ni (OH) ýagdaýynda 2 nanowally ýerde belli bir ýerde ösüp, ýokary geçişli kristallary ýasamak üçin ýokary we aşak we ýokarky strategiýany teklip etdi..Mikrobernerler üçin wafli.
Mundan başga-da, amaly goşundylarda çyglylygyň datçige edýän täsirini göz öňünde tutmak hem möhümdir.Suw molekulalary datçik materiallarynda adsorbsion ýerler üçin kislorod molekulalary bilen bäsleşip biler we datçigiň maksatly gaz üçin jogapkärçiligine täsir edip biler.Kislorod ýaly suw fiziki sorulma arkaly molekula hökmünde hereket edýär we himisorbsiýa arkaly dürli okislenme stansiýalarynda gidroksil radikallar ýa-da gidroksil toparlary görnüşinde hem bolup biler.Mundan başga-da, daşky gurşawyň ýokary derejesi we üýtgeýän çyglylygy sebäpli, datçigiň maksatly gaza ygtybarly jogap bermegi uly mesele.Bu meseläni çözmek üçin birnäçe strategiýa işlenip düzüldi, meselem, gazyň konsentrasiýasy177, çyglylygyň öwezini dolmak we reaktiw panjara usullary178, şeýle hem guratmak usullary179,180.Şeýle-de bolsa, bu usullar gymmat, çylşyrymly we datçigiň duýgurlygyny peseldýär.Çyglylygyň täsirini basyp ýatyrmak üçin birnäçe arzan strategiýa teklip edildi.Mysal üçin, SnO2-ni Pd nanopartikullary bilen bezemek, adsorbsirlenen kislorodyň anion bölejiklerine öwrülmegine kömek edip biler, şol bir wagtyň özünde NiO we CuO ýaly suw molekulalaryna ýokary ýakynlygy bolan materiallar bilen SnO2-ni işletmek, suw molekulalaryna çyglylygyň garaşlylygynyň iki usulydyr..181, 182, 183 datçikler. Mundan başga-da, gidrofobiki materiallary ulanyp, gidrofobiki ýüzleri emele getirmek bilen çyglylygyň täsiri azalýar36,138,184,185.Şeýle-de bolsa, çyglylyga çydamly gaz datçikleriniň ösüşi entek başlangyç basgançakda we bu meseleleri çözmek üçin has ösen strategiýalar zerurdyr.
Sözümiň ahyrynda, MOS heteronanostrukturalaryny döretmek arkaly ýüze çykaryş işinde gowulaşmalar (meselem, duýgurlyk, saýlama, pes optimal iş temperaturasy) gazanyldy we ýüze çykarmak üçin dürli kämilleşdirilen mehanizmler teklip edildi.Belli bir datçigiň duýgur mehanizmini öwreneniňizde, enjamyň geometrik gurluşy hem göz öňünde tutulmalydyr.Täze duýgur materiallar boýunça gözlegler we gaz datçikleriniň işleýşini has-da gowulandyrmak we geljekde galan kynçylyklary çözmek üçin öňdebaryjy önümçilik strategiýalary boýunça gözlegler zerurdyr.Sensor aýratynlyklaryny gözegçilikde saklamak üçin, sensor materiallarynyň sintetiki usuly bilen heteronanostrukturalaryň işiniň arasyndaky baglanyşygy yzygiderli gurmaly.Mundan başga-da, häzirki zaman häsiýetlendiriş usullaryny ulanyp, ýerüsti reaksiýalary we heterointerfeýslerdäki üýtgeşmeleri öwrenmek, olaryň duýmagyň mehanizmlerini düşündirmäge we heteronanostruktura materiallaryna esaslanýan datçikleri ösdürmek üçin teklipleri berip biler.Netijede, häzirki zaman datçigi ýasamak strategiýalaryny öwrenmek, senagat amaly üçin wafli derejesinde kiçi gaz datçikleriniň öndürilmegine mümkinçilik döredip biler.
Genzel, NN we ş.m.Şäher ýerlerinde demgysma bolan çagalarda ýapyk azot dioksidiniň derejesini we dem alyş alamatlaryny uzynlygyna öwrenmek.töwerekSaglyk nukdaýnazary.116, 1428–1432 (2008).
Iş wagty: Noýabr-04-2022
