中科院研发出气体场效应纳米传感器

目前，高灵敏二氧化氮传感器**成为半导体纳米材料领域的研究热点，而如何选择对气体具有优异响应性能的传感材料是实现对二氧化氮高灵敏检测的前提。传感材料对被测气体响应的大小与其在材料表面的吸附热力学之间有着密切联系，气体在半导体表面的标准摩尔吸附焓代表了气体在半导体表面结合的强弱程度，对气敏传感器的性能具有决定性。


      因此，在气体传感器研究领域，如何建立标准摩尔吸附焓与传感器响应大小的对应关系，以及如何从传感器测试中获得标准摩尔吸附焓，对于传感器理论的发展和传感器实际测评、**具有重要意义。


      近日，中国科学院新疆理化技术研究所科研人员设计并制备了基于还原氧化石墨烯/二氧化钛的纳米异质结材料的ppb级二氧化氮传感器，该传感器对二氧化氮响应优异，在200摄氏度时检测限为1.5ppb。同时，科研人员据此传感材料建立模型，从气体吸附改变材料表面电势的角度，提出了以气体为门电压的气体场效应纳米传感器概念，并以此为前提开创性的阐释了气体吸附与传感器信号和吸附热力学的内在关系。科研人员有机的将气体浓度、表面电势与场效应晶体管理论联系起来，建立了传感器响应大小与标准摩尔吸附焓、气体浓度、温度之间的定量关系。


      该研究不仅为气体在半导体表面的标准摩尔吸附焓的电学测量方法奠定了理论和实验基础，而且对高性能气敏传感材料的设计具有重要指导作用，更为非特异性气体传感器从吸附焓的角度建立气体识别模式提供了新的思路。   
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