Ny fampivoarana ireo sensor entona azo entina sy miniaturized dia mihamitombo hatrany eo amin'ny sehatry ny fanaraha-maso ny tontolo iainana, ny fiarovana, ny diagnostika ara-pitsaboana ary ny fambolena.Anisan'ireo fitaovana fitiliana isan-karazany, ny sensor entona chemo-resistive metal-oxide-semiconductor (MOS) no safidy malaza indrindra amin'ny fampiharana ara-barotra noho ny fahamarinany avo, ny vidiny ambany ary ny fahatsapana avo lenta.Ny iray amin'ireo fomba fiasa manan-danja indrindra hanatsarana bebe kokoa ny fahombiazan'ny sensor dia ny famoronana heterojunctions mifototra amin'ny MOS nanosized (hetero-nanostructured MOS) avy amin'ny nanomaterials MOS.Na izany aza, ny rafitra fandrefesana ny sensor MOS heteronanostructured dia tsy mitovy amin'ny an'ny sensor entona MOS tokana, satria sarotra be izany.Ny fahombiazan'ny sensor dia misy fiantraikany amin'ny mari-pamantarana isan-karazany, ao anatin'izany ny toetra ara-batana sy simika amin'ny fitaovana saro-pady (toy ny haben'ny voa, ny hakitroky ny kilema ary ny fahabangan'ny oksizenina ara-pitaovana), ny mari-pana miasa ary ny firafitry ny fitaovana.Ity famerenana ity dia manolotra hevitra maromaro amin'ny famolavolana sensor entona avo lenta amin'ny alàlan'ny famakafakana ny mekanika fandrefesana ny sensor MOS nanostructured heterogeneous.Ankoatra izany, ny fiantraikan'ny rafitra geometrika amin'ny fitaovana, voafaritry ny fifandraisana misy eo amin'ny fitaovana saro-pady sy ny electrode miasa, dia resahina.Mba handalinana ny fitondran-tenan'ny sensor, ity lahatsoratra ity dia mampiditra sy miresaka momba ny fomba fijery ankapobeny momba ny rafitra geometrika telo amin'ny fitaovana mifototra amin'ny fitaovana heteronanostructured isan-karazany.Ity topimaso ity dia ho torolalana ho an'ny mpamaky amin'ny ho avy izay mandalina ny mekanika saro-pady amin'ny sensor entona ary manamboatra sensor entona avo lenta.
Ny fahalotoan'ny rivotra dia olana mihamitombo ary olana goavana eo amin'ny tontolo iainana izay manohintohina ny fahasalaman'ny olona sy ny zavamananaina.Mety hiteraka olana ara-pahasalamana maro toy ny aretin'ny taovam-pisefoana, homamiadan'ny havokavoka, leokemia ary fahafatesana aloha loatra mihitsy aza ny fidiran'ny loto entona 1,2,3,4.Hatramin'ny taona 2012 ka hatramin'ny 2016, olona an-tapitrisany no voalaza fa maty noho ny fahalotoan'ny rivotra, ary isan-taona dia olona an'arivony tapitrisa no tratran'ny kalitaon'ny rivotra5.Noho izany, zava-dehibe ny mamolavola sensor entona azo entina sy miniaturized izay afaka manome valin-kafatra amin'ny fotoana tena izy sy fampisehoana avo lenta (ohatra, fahatsapan-tena, fifantenana, fitoniana ary fotoana famaliana sy fanarenana).Ho fanampin'ny fanaraha-maso ny tontolo iainana, manana anjara toerana lehibe eo amin'ny fiarovana6,7,8, fitiliana ara-pitsaboana9,10, fiompiana akoho amam-borona11 ary sehatra hafa ny sensor entona.
Hatramin'izao, maro ny entona entona entona azo entina mifototra amin'ny mekanika fandrefesana samihafa no nampidirina, toy ny optical13,14,15,16,17,18, electrochemical19,20,21,22 ary sensors resistive simika23,24.Anisan'izany, metal-oxide-semiconductor (MOS) simika resistive sensor no malaza indrindra amin'ny fampiharana ara-barotra noho ny fahamarinan-toerana avo sy ny vidiny ambany25,26.Ny fifantohana amin'ny loto dia azo faritana amin'ny alàlan'ny fijerena fotsiny ny fiovan'ny fanoherana MOS.Tany am-piandohan'ireo taona 1960, dia notaterina ny sensor entona mandatsa-dranomaso voalohany mifototra amin'ny sarimihetsika manify ZnO, niteraka fahalianana lehibe amin'ny sehatry ny fitiliana entona27,28.Amin'izao fotoana izao, MOS maro samihafa no ampiasaina ho fitaovana saro-pady entona, ary azo zaraina ho sokajy roa izy ireo mifototra amin'ny fananany ara-batana: n-karazana MOS miaraka amin'ny elektrôna ho an'ny ankamaroan'ny mpitatitra fiampangana ary ny p-karazana MOS misy lavaka ho an'ny ankamaroan'ny mpitatitra entana.mpitatitra entana.Amin'ny ankapobeny, ny p-karazana MOS dia tsy dia malaza loatra noho ny n-karazana MOS satria ny valin'ny inductive an'ny p-karazana MOS (Sp) dia mifandanja amin'ny fakany efamira amin'ny n-karazana MOS (\(S_p = \sqrt { S_n}\ ) ) amin'ny fiheverana mitovy (ohatra, ny firafitry ny morphologique mitovy sy ny fiovan'ny fiforetana ny bandy eny amin'ny rivotra) 29,30.Na izany aza, ny sensor MOS tokana tokana dia mbola miatrika olana toy ny tsy fahampian'ny fetran'ny fahitana, ny fahatsapan-tena ambany ary ny fifantenana amin'ny fampiharana azo ampiharina.Ny olan'ny fifantenana dia azo resahina amin'ny lafiny sasany amin'ny alàlan'ny famoronana karazana sensor (antsoina hoe "orona elektronika") ary ny fampidirana algorithma famakafakana kajy toy ny fanofanana ny vector quantization (LVQ), ny famakafakana singa fototra (PCA), ary ny famakafakana ny efamira kely indrindra (PLS)31 , 32, 33, 34, 35. Fanampin'izany, ny famokarana MOS32,36,37,38,39 ambany (ohatra ny nanomaterials tokana (1D), 0D ary 2D), ary koa ny fampiasana ny nanomaterials hafa ( ohatra MOS40,41,42 , nanoparticles metaly mendri-kaja (NPs))43,44, nanomaterials45,46 ary polymers conductive47,48) mba hamoronana heterojunctions nanoscale (izany hoe, heteronanostructured MOS) dia fomba fiasa hafa hamahana ireo olana etsy ambony.Raha ampitahaina amin'ny sarimihetsika MOS matevina nentim-paharazana, ny MOS ambany amin'ny faritra ambony manokana dia afaka manome toerana mavitrika kokoa ho an'ny adsorption entona ary manamora ny diffusion entona36,37,49.Ankoatr'izay, ny famolavolana ny heteronanostructures mifototra amin'ny MOS dia afaka mampifanaraka bebe kokoa ny fitaterana mpitatitra amin'ny heterointerface, ka miteraka fiovana lehibe amin'ny fanoherana noho ny fiasa samihafa50,51,52.Ankoatr'izay, ny sasany amin'ireo fiantraikany simika (ohatra, ny hetsika catalytic sy ny fanehoan-kevitry ny synergistic surface) izay mitranga amin'ny famolavolana ny heteronanostructures MOS dia afaka manatsara ihany koa ny fahombiazan'ny sensor. Ny fahaizan'ny sensor, ny sensor moderne-resistive chemo-resistive dia matetika mampiasa fitsapana sy fahadisoana, izay mandany fotoana sy tsy mahomby.Noho izany, zava-dehibe ny mahatakatra ny mekanika fandrefesana ny sensor entona miorina amin'ny MOS satria afaka mitarika ny famolavolana sensor-direction avo lenta izy io.
Tato anatin'ny taona vitsivitsy, MOS entona sensor dia nivoatra haingana ary ny tatitra sasany dia navoaka tao amin'ny MOS nanostructures55,56,57, efitrano mari-pana entona sensors58,59, manokana MOS sensor fitaovana60,61,62 sy manokana entona sensors63.Ny taratasy famerenana ao amin'ny Reviews hafa dia mifantoka amin'ny fanazavana ny mekanika fandrefesana ny sensor entona mifototra amin'ny toetra ara-batana sy simika ao amin'ny MOS, anisan'izany ny anjara asan'ny fahabangan'ny oxygen 64, ny anjara asan'ny heteronanostructure 55, 65 ary ny famindrana fiampangana amin'ny heterointerfaces 66. Ankoatra izany , masontsivana maro hafa misy fiantraikany amin'ny fahombiazan'ny sensor, anisan'izany ny heterostructure, ny haben'ny voa, ny mari-pana miasa, ny hakitroky ny kilema, ny fahabangan'ny oksizenina, ary ny fiaramanidina kristaly misokatra amin'ny materialy saro-pady25,67,68,69,70,71.72, 73. Na izany aza, ny rafitra geometrika (tsy dia fahita firy) amin'ny fitaovana, voafaritry ny fifandraisana misy eo amin'ny fitaovana mahatsikaritra sy ny electrode miasa, dia misy fiantraikany lehibe amin'ny fahatsapana ny sensor74,75,76 (jereo ny fizarana 3 raha mila fanazavana fanampiny) .Ohatra, Kumar et al.77 dia nitatitra fandrefesana entona roa mifototra amin'ny fitaovana mitovy (ohatra, sensor entona roa sosona mifototra amin'ny TiO2@NiO sy NiO@TiO2) ary nahita fiovana samihafa tamin'ny fanoherana entona NH3 noho ny geometrie fitaovana samihafa.Noho izany, rehefa mamakafaka ny mekanika fandrefesana entona dia zava-dehibe ny mandinika ny firafitry ny fitaovana.Ao amin'ity famerenana ity, ny mpanoratra dia mifantoka amin'ny mekanika fitiliana mifototra amin'ny MOS ho an'ny nanostructures heterogeneous sy rafitra fitaovana.Mino izahay fa ity famerenana ity dia mety ho mpitari-dalana ho an'ny mpamaky te-hahatakatra sy hamakafaka ny mekanika fitiliana entona ary afaka manampy amin'ny fampivoarana ireo sensor entona avo lenta amin'ny ho avy.
Ao amin'ny fig.1a dia mampiseho ny maodely fototra amin'ny mekanika fandrenesana entona mifototra amin'ny MOS tokana.Rehefa miakatra ny mari-pana dia hisarika ny elektrôna avy amin'ny MOS ny adsorption ny molekiola oksizenina (O2) eo amin'ny MOS ary hamorona karazana anionika (toy ny O2- sy O-).Avy eo dia miforona eo ambonin'ny MOS 15, 23, 78 ny sosona famongorana elektronika (EDL) ho an'ny MOS karazana n na ny sosona fanangonana lavaka (HAL) ho an'ny MOS karazana p. Ny MOS dia mahatonga ny tarika conduction amin'ny MOS ambonin'ny hiondrika ary mamorona sakana mety.Aorian'izay, rehefa mipoitra amin'ny entona kendrena ny sensor, dia mihetsika amin'ny karazana oksizenina ionika ny entona mipetaka eo amin'ny MOS, na manintona elektronika (gazy oxidizing) na manome elektronika (gazy mampihena).Ny famindrana elektrôna eo anelanelan'ny gazy kendrena sy ny MOS dia afaka manitsy ny sakan'ny EDL na HAL30,81 ka miteraka fiovana amin'ny fanoherana ankapobeny ny sensor MOS.Ohatra, ho an'ny gazy mampihena, ny elektrôna dia hafindra avy amin'ny entona mampihena mankany amin'ny MOS karazana n, ka miteraka EDL ambany sy fanoherana ambany kokoa, izay antsoina hoe fihetsika sensor n-karazana.Mifanohitra amin'izany kosa, rehefa mipoitra amin'ny gazy mampihena ny p-type MOS izay mamaritra ny fitondran-tena mahatsikaiky p-karazana, dia mihena ny HAL ary mitombo ny fanoherana noho ny fanomezana elektronika.Ho an'ny gazy oxidizing, ny valin'ny sensor dia mifanohitra amin'ny fampihenana ny gazy.
Mekanisma fanaraha-maso fototra ho an'ny MOS karazana-n sy p-karazana amin'ny fampihenana sy fametahana entona b Ny anton-javatra lehibe sy ny toetra ara-fizika-tsimika na ara-materialy tafiditra amin'ny sensor entona semiconductor 89
Ankoatra ny mekanika fitiliana fototra, ny mekanika fitiliana entona ampiasaina amin'ny sensor entona azo ampiharina dia sarotra be.Ohatra, ny tena fampiasana sensor entona dia tsy maintsy mahafeno fepetra maro (toy ny fahatsapana, fifantenana ary ny fahamarinan-toerana) arakaraka ny filan'ny mpampiasa.Ireo fepetra ireo dia mifandray akaiky amin'ny toetra ara-batana sy simika amin'ny fitaovana saro-pady.Ohatra, Xu et al.71 dia naneho fa ny sensor mifototra amin'ny SnO2 dia mahatratra ny fahatsapana avo indrindra rehefa ny diamondra kristaly (d) dia mitovy na latsaky ny avo roa heny amin'ny halavan'ny Debye (λD) an'ny SnO271.Rehefa d ≤ 2λD, SnO2 dia lany tanteraka taorian'ny adsorption ny O2 molekiola, ary ny valin 'ny sensor ny entona mampihena dia ambony indrindra.Ho fanampin'izany, ny masontsivana hafa isan-karazany dia mety hisy fiantraikany amin'ny fahombiazan'ny sensor, ao anatin'izany ny mari-pana miasa, ny lesoka kristaly, ary na ny fiaramanidina kristaly mibaribary amin'ny fitaovana tsapa.Indrindra indrindra, ny fiantraikan'ny mari-pana miasa dia hazavaina amin'ny mety hisian'ny fifaninanana eo amin'ny tahan'ny adsorption sy ny desorption ny gazy kendrena, ary koa ny fihetsehan'ny entona misy eo amin'ny molekiolan'ny gazy adsorbed sy ny oksizenina 4,82.Ny fiantraikan'ny kilema kristaly dia mifandray mafy amin'ny votoatin'ny fahabangan'ny oksizenina [83, 84].Ny fiasan'ny sensor dia mety hisy fiantraikany amin'ny fihetsehana samihafa amin'ny endrika kristaly misokatra67,85,86,87.Ny fiaramanidina kristaly misokatra miaraka amin'ny hakitroky ambany kokoa dia mampiseho kationa metaly tsy mirindra kokoa miaraka amin'ny angovo avo kokoa, izay mampiroborobo ny adsorption sy ny fihenjanana88.Ny tabilao 1 dia mitanisa lafin-javatra manan-danja maro sy ny fomba fiasa tsara kokoa mifandraika amin'izany.Noho izany, amin'ny alàlan'ny fanitsiana ireo mari-pamantarana ara-materialy ireo, dia azo hatsaraina ny fahombiazan'ny fitiliana, ary ilaina ny mamaritra ny anton-javatra lehibe misy fiantraikany amin'ny fahombiazan'ny sensor.
Yamazoe89 sy Shimanoe et al.68,71 dia nanao fanadihadiana maromaro momba ny mekanika teorika momba ny fahatsapana sensor ary nanolotra antony telo tsy miankina izay misy fiantraikany amin'ny fahombiazan'ny sensor, indrindra ny fiasan'ny receptor, ny fiasan'ny transducer ary ny utility (sary 1b)..Ny fiasan'ny receptor dia manondro ny fahafahan'ny MOS surface mifandray amin'ny molekiola entona.Ity fiasa ity dia mifandray akaiky amin'ny toetra simikan'ny MOS ary azo hatsaraina be amin'ny fampidirana mpandray vahiny (ohatra, metaly NPs sy MOS hafa).Ny fiasan'ny transducer dia manondro ny fahafahana manova ny fanehoan-kevitra eo amin'ny entona sy ny tampon'ny MOS ho famantarana elektrônika anjakan'ny sisin-tanin'ny MOS.Noho izany, ny fiasan'ny sensory dia misy fiantraikany be amin'ny haben'ny singa MOC sy ny hakitroky ny mpandray vahiny.Katoch et al.90 dia nitatitra fa ny fampihenana ny haben'ny voam-bary amin'ny nanofibrils ZnO-SnO2 dia nahatonga ny fananganana heterojunctions maro sy ny fampitomboana ny fahatsapana sensor, mifanaraka amin'ny fiasan'ny transducer.Wang et al.91 dia nampitaha ny haben'ny varimbazaha isan-karazany amin'ny Zn2GeO4 ary nampiseho fitomboana 6.5 heny amin'ny fahatsapan'ny sensor taorian'ny fampidirana ny sisin'ny voa.Utility dia zava-dehibe iray hafa amin'ny fampisehoana sensor izay mamaritra ny fisian'ny entona amin'ny rafitra MOS anatiny.Raha tsy afaka miditra sy mihetsika amin'ny MOS anatiny ny molekiola entona, dia hihena ny fahatsapan'ny sensor.Ny mahasoa dia mifandray akaiky amin'ny halalin'ny fiparitahan'ny entona iray manokana, izay miankina amin'ny haben'ny mason'ilay fitaovana tsapa.Sakai et al.92 dia namolavola ny fahatsapan'ny sensor amin'ny entona fandoroana ary nahita fa ny lanjan'ny molekiolan'ny entona sy ny radius pore amin'ny membrane sensor dia misy fiantraikany amin'ny fahatsapan'ny sensor amin'ny halalin'ny diffusion entona samihafa ao amin'ny membrane sensor.Ny fifanakalozan-kevitra etsy ambony dia mampiseho fa azo amboarina amin'ny alàlan'ny fampifandanjana sy fanatsarana ny fiasan'ny mpandray, ny fiasan'ny transducer ary ny fampiasa.
Ny asa etsy ambony dia manazava ny fomba fijery fototra amin'ny MOS tokana ary miresaka momba ny antony maro izay misy fiantraikany amin'ny fahombiazan'ny MOS.Ho fanampin'ireo lafin-javatra ireo, ny sensor entona mifototra amin'ny heterostructure dia afaka manatsara bebe kokoa ny fahombiazan'ny sensor amin'ny alàlan'ny fanatsarana ny fiasan'ny sensor sy ny mpandray.Ankoatr'izay, ny heteronanostructures dia afaka manatsara kokoa ny fahombiazan'ny sensor amin'ny alàlan'ny fanatsarana ny fanehoan-kevitra catalytika, ny fifehezana ny famindrana fiampangana, ary ny famoronana tranokala adsorption bebe kokoa.Hatramin'izao, maro ny sensor entona mifototra amin'ny MOS heteronanostructures no nodinihina mba hiresaka momba ny mekanika ho an'ny sensing 95,96,97.Miller et al.55 dia namintina mekanika maromaro izay mety hanatsara ny fahatsapan'ny heteronanostructures, anisan'izany ny miankina amin'ny tany, miankina amin'ny interface, ary miankina amin'ny rafitra.Anisan'izany, ny mekanika amplification miankina amin'ny interface dia sarotra loatra mba handrakotra ny fifandraisan'ny interface rehetra amin'ny teoria iray, satria azo ampiasaina ny sensor isan-karazany mifototra amin'ny fitaovana heteronanostructured (ohatra, nn-heterojunction, pn-heterojunction, pp-heterojunction, sns.) .Schottky knot).Amin'ny ankapobeny, ny sensor heteronanostructured miorina amin'ny MOS dia ahitana mekanika sensor roa na mihoatra98,99,100.Ny fiantraikan'ny synergistic amin'ireo mekanika fanamafisana ireo dia afaka manatsara ny fandraisana sy ny fanodinana ireo famantarana sensor.Noho izany, ny fahatakarana ny fomba fijerin'ny sensor mifototra amin'ny fitaovana nanostructured heterogène dia zava-dehibe mba hanampiana ny mpikaroka hamolavola sensor entona ambany kokoa mifanaraka amin'ny filany.Ankoatr'izay, ny rafitra geometrika amin'ny fitaovana dia mety hisy fiantraikany lehibe amin'ny fahatsapana ny sensor 74, 75, 76. Mba handinihana ara-dalàna ny fitondran-tenan'ny sensor, dia haseho ny mekanika fandrefesana ny rafitra fitaovana telo mifototra amin'ny fitaovana heteronanostructured samihafa. ary resahina eto ambany.
Miaraka amin'ny fivoarana haingana ny sensor entona mifototra amin'ny MOS, dia natolotra ny MOS hetero-nanostructured isan-karazany.Ny famindrana fiampangana amin'ny heterointerface dia miankina amin'ny haavon'ny Fermi (Ef) samihafa amin'ny singa.Ao amin'ny heterointerface, ny elektrôna dia mifindra avy amin'ny lafiny iray miaraka amin'ny Ef lehibe kokoa mankany amin'ny ilany iray miaraka amin'ny Ef kely kokoa mandra-pahatongan'ny haavon'ny Fermi amin'ny equilibrium, ary ny lavaka, ny mifamadika amin'izany.Avy eo dia levona ny mpitatitra amin'ny heterointerface ary mamorona sosona efa lany.Raha vantany vao mipoitra amin'ny gazy kendrena ny sensor, dia miova ny fifantohan'ny mpitatitra MOS heteronanostructured, toy ny haavon'ny sakana, ka manatsara ny famantarana famantarana.Ankoatr'izay, ny fomba samihafa amin'ny famoronana heteronanostructures dia mitarika amin'ny fifandraisana samy hafa eo amin'ny fitaovana sy ny electrodes, izay mitarika amin'ny geometries fitaovana samihafa sy ny mekanika fahatsapana samihafa.Amin'ity famerenana ity dia manolotra firafitry ny fitaovana geometrika telo izahay ary mifanakalo hevitra momba ny mekanika fahatsapana ho an'ny rafitra tsirairay.
Na dia mitana anjara toerana lehibe amin'ny fampisehoana entona aza ny heterojunctions, dia mety hisy fiantraikany lehibe amin'ny fitondran-tenan'ny fitiliana ihany koa ny jeometrika fitaovana amin'ny sensor iray manontolo, satria miankina be amin'ny geometry fitaovana ny toerana misy ny fantsona conduction sensor.Ny geometries telo mahazatra amin'ny fitaovana MOS heterojunction dia resahina eto, araka ny aseho amin'ny sary 2. Amin'ny karazana voalohany, ny fifandraisana MOS roa dia zaraina an-tsokosoko eo anelanelan'ny electrodes roa, ary ny toerana misy ny fantsona conductive dia voafaritra amin'ny MOS lehibe, ny faharoa dia ny Ny fananganana nanostructure heterogène avy amin'ny MOS samihafa, raha MOS iray ihany no mifandray amin'ny electrode.Ny electrode dia mifandray, avy eo ny fantsona conductive dia matetika ao anatin'ny MOS ary mifandray mivantana amin'ny electrode.Ao amin'ny karazana fahatelo, fitaovana roa mifatotra amin'ny electrodes roa misaraka, mitarika ny fitaovana amin'ny alalan'ny heterojunction niforona eo amin'ny fitaovana roa.
Ny tsipika eo anelanelan'ny fitambarana (oh: "SnO2-NiO") dia manondro fa mifangaro tsotra ireo singa roa ireo (karazana I).Ny famantarana "@" eo anelanelan'ny fifandraisana roa (oh: "SnO2@NiO") dia manondro fa ny fitaovana scaffold (NiO) dia voaravaka SnO2 ho an'ny rafitra sensor karazany II.Ny slash (oh. “NiO/SnO2”) dia manondro endrika karazana sensor III.
Ho an'ny sensor entona mifototra amin'ny composite MOS, singa MOS roa no mizara kisendrasendra eo anelanelan'ny electrodes.Fomba fanamboarana maro no novolavolaina mba hanomanana ny MOS composite, anisan'izany ny sol-gel, coprecipitation, hydrothermal, electrospinning, ary fomba fampifangaroana mekanika98,102,103,104.Vao haingana, ny metal-organic frameworks (MOFs), kilasin'ny fitaovana vita amin'ny kristaly porous ahitana foibe metaly sy rohy organika, dia nampiasaina ho modely amin'ny fanamboarana ny MOS composites porous105,106,107,108.Tsara ny manamarika fa na dia mitovy aza ny isan-jaton'ny fitambaran'ny MOS, dia mety hiovaova be ny toetran'ny fahatsapan-tena rehefa mampiasa fomba fiasa samihafa. ( Mo:Sn = 1:1.9) ary nahita fa samy hafa ny fomba fanamboarana.Shaposhnik et al.110 dia nitatitra fa ny fihetsiky ny SnO2-TiO2 miaraka amin'ny gazy H2 dia tsy mitovy amin'ny an'ny fitaovana mifangaro mekanika, na dia mitovy amin'ny tahan'ny Sn / Ti aza.Mipoitra io fahasamihafana io satria ny fifandraisana misy eo amin'ny haben'ny kristaly MOP sy MOP dia miovaova amin'ny fomba synthesis samihafa109,110.Rehefa mifanaraka amin'ny haben'ny mpanome sy ny karazana semiconductor ny haben'ny voam-bary sy ny endriny, dia tokony hitoetra ho toy izany ny valiny raha toa ka tsy miova ny géometrika mifandray 110 .Staerz et al.111 dia nitatitra fa ny toetoetran'ny fitiliana ny SnO2-Cr2O3 nanofibers fototra (CSN) sy ny tany SnO2-Cr2O3 CSNs dia saika mitovy, izay milaza fa ny morphologie nanofiber dia tsy manome tombony.
Ho fanampin'ny fomba fanamboarana samihafa, ny karazana semiconductor amin'ny MOSFET roa samy hafa dia misy fiantraikany amin'ny fahatsapan'ny sensor.Azo zaraina ho sokajy roa izany arakaraka ny hoe ny MOSFET roa dia mitovy karazana semiconductor (nn na pp junction) na samy hafa (pn junction).Raha mifototra amin'ny fitambaran'ny MOS mitovy karazana ny sensor entona, amin'ny fanovana ny tahan'ny molar amin'ny MOS roa, dia tsy miova ny toetran'ny valin'ny fahatsapan-tena, ary miovaova arakaraka ny isan'ny nn- na pp-heterojunctions ny fahatsapana sensor.Raha ny singa iray no mibahan-toerana ao amin'ny composite (ohatra 0.9 ZnO-0.1 SnO2 na 0.1 ZnO-0.9 SnO2), ny fantsona conduction dia voafaritra amin'ny alàlan'ny MOS mibahan-toerana, antsoina hoe homojunction conduction channel 92.Raha ampitahaina ny tahan'ny singa roa, dia heverina fa ny fantsom-pitaterana dia manjaka amin'ny heterojunction98,102.Yamazoe et al.112,113 dia nitatitra fa ny faritra heterocontact amin'ireo singa roa dia afaka manatsara ny fahatsapan'ny sensor satria ny sakana heterojunction miforona noho ny fiasan'ny singa samihafa dia afaka mifehy tsara ny fihetsehan'ny sensor miharihary amin'ny elektronika.Entona ambient isan-karazany 112.113.Ao amin'ny fig.Ny sary 3a dia mampiseho fa ny sensor miorina amin'ny SnO2-ZnO fibrous rafitra ambaratongam-pahefana miaraka amin'ny ZnO isan-karazany (avy amin'ny 0 ka hatramin'ny 10 mol % Zn) dia afaka mamantatra ny ethanol.Anisan'izany, ny sensor miorina amin'ny SnO2-ZnO fibre (7 mol.% Zn) dia naneho ny fahatsapana avo indrindra noho ny fananganana heterojunctions maro be sy ny fitomboan'ny faritra manokana, izay nampitombo ny asan'ny mpanova ary nanatsara. 90 Na izany aza, miaraka amin'ny fitomboana bebe kokoa amin'ny ZnO afa-po ho 10 mol.%, ny microstructure SnO2-ZnO composite dia afaka mamatotra ny faritra fampahavitrihana ny ambonin'ny sy mampihena ny sensor sensitivity85.Ny fironana mitovy amin'izany dia hita ihany koa ho an'ny sensor mifototra amin'ny composites heterojunction NiO-NiFe2O4 pp miaraka amin'ny tahan'ny Fe / Ni samihafa (sary 3b) 114.
Ny sary SEM amin'ny fibra SnO2-ZnO (7 mol.% Zn) ary ny valin'ny sensor amin'ny gaza isan-karazany miaraka amin'ny fifantohana amin'ny 100 ppm amin'ny 260 ° C;54b Valin'ny sensor mifototra amin'ny fitambaran'ny NiO sy NiO-NiFe2O4 madio amin'ny 50 ppm amin'ny gaza isan-karazany, 260 °C;114 (c) Diagram schematic ny isan'ny nodes ao amin'ny xSnO2-(1-x)Co3O4 composition sy ny fanoherana mifanaraka sy ny fahatsapana fihetseham-po ny xSnO2-(1-x)Co3O4 composition isaky ny 10 ppm CO, acetone, C6H6 ary SO2 entona amin'ny 350 ° C amin'ny fanovana ny tahan'ny molar ny Sn / Co 98
Ny composite pn-MOS dia mampiseho fitondran-tena mahatsikaiky samihafa arakaraka ny tahan'ny atomika an'ny MOS115.Amin'ny ankapobeny, ny fitondran-tenan'ny MOS composite dia miankina betsaka amin'ny fiasan'ny MOS ho fantsona fampitaovana voalohany ho an'ny sensor.Noho izany, tena zava-dehibe ny mamaritra ny isan-jato sy ny nanostructure ny composites.Kim et al.98 dia nanamafy izany fehin-kevitra izany tamin'ny alalan'ny fampifangaroana andiana xSnO2 ± (1-x) Co3O4 composite nanofibers amin'ny alàlan'ny electrospinning sy ny fandalinana ny toetran'ny sensor.Hitan'izy ireo fa ny fihetsiky ny sensor SnO2-Co3O4 composite dia niova avy amin'ny n-type ho p-type amin'ny fampihenana ny isan-jaton'ny SnO2 (sary 3c)98.Fanampin'izany, ny fandrefesana heterojunction (mifototra amin'ny 0.5 SnO2-0.5 Co3O4) dia nampiseho ny tahan'ny fifindran'ny C6H6 ambony indrindra raha oharina amin'ny sensor homojunction-dominant (ohatra, sensor SnO2 na Co3O4 avo).Ny fanoherana avo lenta amin'ny sensor 0.5 SnO2-0.5 Co3O4 mifototra amin'ny sensor ary ny fahaizany lehibe kokoa amin'ny fanovana ny fanoherana ny sensor amin'ny ankapobeny dia manampy amin'ny fahatsapany ambony indrindra amin'ny C6H6.Ho fanampin'izany, ny lesoka tsy mifanaraka amin'ny lattice avy amin'ny heterointerfaces SnO2-Co3O4 dia afaka mamorona tranokala adsorption manokana ho an'ny molekiola entona, ka manatsara ny valin'ny sensor109,116.
Ho fanampin'ny semiconductor-type MOS, ny fihetsika mikasika ny MOS composite dia azo atao koa amin'ny fampiasana ny simia MOS-117.Huo et al.117 dia nampiasa fomba fandrahoan-tsakafo tsotra hanomanana ny fitambaran'ny Co3O4-SnO2 ary nahita fa tamin'ny tahan'ny molar Co / Sn 10%, ny sensor dia naneho valin-kafatra p-karazana amin'ny H2 ary ny fahatsapana n-karazana amin'ny. H2.valiny.Ny valin'ny sensor amin'ny gaza CO, H2S ary NH3 dia aseho amin'ny sary 4a117.Amin'ny tahan'ny Co / Sn ambany, maro ny homojunctions miforona ao amin'ny sisin-tanin'ny nanograin SnO2±SnO2 ary mampiseho ny valin'ny sensor-n-karazana amin'ny H2 (sary 4b,c)115.Miaraka amin'ny fitomboan'ny tahan'ny Co / Sn hatramin'ny 10 mol.%, raha tokony ho SnO2-SnO2 homojunctions, maro Co3O4-SnO2 heterojunctions no niara-niforona (sary 4d).Koa satria ny Co3O4 dia tsy mavitrika amin'ny H2, ary ny SnO2 dia mihetsika mafy amin'ny H2, ny fihetsiky ny H2 miaraka amin'ny karazana oksizenina ionika dia miseho indrindra amin'ny endriky ny SnO2117.Noho izany, ny elektrôna dia mifindra mankany amin'ny SnO2 ary ny Ef SnO2 dia mivadika amin'ny tarika conduction, raha mbola tsy miova ny Ef Co3O4.Vokatr'izany dia mitombo ny fanoherana ny sensor, izay manondro fa ny fitaovana miaraka amin'ny tahan'ny Co / Sn avo dia mampiseho fihetsika mahatsikaritra karazana p (sary 4e).Mifanohitra amin'izany kosa, ny gazy CO, H2S, ary NH3 dia mihetsika amin'ny karazana oksizenina ionika eo amin'ny SnO2 sy Co3O4, ary ny elektrôna dia miala amin'ny entona mankany amin'ny sensor, ka miteraka fihenan'ny haavon'ny sakana sy ny fahatsapana n-karazana (sary 4f)..Ity fihetsika sensor samihafa ity dia noho ny fihetsiky ny Co3O4 amin'ny gaza samihafa, izay nohamafisin'i Yin et al.118 .Toy izany koa, Katoch et al.119 dia naneho fa ny fitambaran'ny SnO2-ZnO dia manana fifantenana tsara sy fahatsapana avo lenta amin'ny H2.Mitranga izany fihetsika izany satria ny atôma H dia azo atambatra mora amin'ny toeran'ny O amin'ny ZnO noho ny hybridization mahery eo amin'ny s-orbital ny H sy ny p-orbital ny O, izay mitarika amin'ny metallization ny ZnO120,121.
a Co/Sn-10% curves dynamic resistance ho an'ny entona fampihenana mahazatra toy ny H2, CO, NH3 ary H2S, b, c Co3O4/SnO2 kisary mekanika fandrefesana mitambatra ho an'ny H2 amin'ny % m.Co/Sn, df Co3O4 Fikarohana mekanika ny H2 sy CO, H2S ary NH3 miaraka amin'ny fitambarana Co/Sn/SnO2 avo
Noho izany, azontsika atao ny manatsara ny fahatsapan'ny sensor I-type amin'ny alàlan'ny fisafidianana ny fomba fanamboarana mety, ny fampihenana ny haben'ny composites, ary ny fanatsarana ny tahan'ny molar amin'ny MOS composites.Ankoatr'izay, ny fahatakarana lalina momba ny simia amin'ny fitaovana saro-pady dia afaka manatsara bebe kokoa ny fisafidianana ny sensor.
Ny rafitra sensor Type II dia rafitra sensor malaza iray hafa izay afaka mampiasa fitaovana nanostructured heterogeneous, anisan'izany ny nanomaterial "master" iray ary nanomaterial faharoa na fahatelo.Ohatra, ny fitaovana iray-dimensional na roa-dimensional voaravaka nanoparticles, core-shell (CS) ary fitaovana heteronanostructured multilayer dia matetika ampiasaina amin'ny rafitra sensor II ary horesahina amin'ny antsipiriany etsy ambany.
Ho an'ny fitaovana heteronanostructure voalohany (heteranonostructure voaravaka), araka ny aseho amin'ny sary 2b (1), ny fantsona conductive amin'ny sensor dia mifandray amin'ny fitaovana fototra.Noho ny fananganana heterojunctions, ny nanoparticles novaina dia afaka manome toerana mihetsika bebe kokoa ho an'ny adsorption entona na desorption, ary mety ho toy ny catalysts hanatsarana ny fahombiazan'ny fahatsapana109,122,123,124.Yuan et al.41 dia nanamarika fa ny fandravahana ny nanowires WO3 miaraka amin'ny nanodots CeO2 dia afaka manome tranokala adsorption bebe kokoa amin'ny CeO2 @ WO3 heterointerface sy ny CeO2 surface ary miteraka karazana oksizenina chemisorbed bebe kokoa ho fanehoan-kevitra amin'ny acetone.Gunawan et al.125. Naroso ny fandrefesana acetone ultra-high sensitivity mifototra amin'ny Au@α-Fe2O3 dimensional iray ary voamarika fa ny fahatsapan'ny sensor dia fehezin'ny fampahavitrihana ny molekiola O2 ho loharano oksizenina.Ny fisian'ny Au NPs dia afaka miasa ho toy ny catalyst mampiroborobo ny dissociation ny molekiola oksizenina ho oksizenina lattice ho an'ny oxidation ny acetone.Ny vokatra mitovy amin'izany dia azon'i Choi et al.9 izay nampiasain'ny catalyst Pt hanasaraka ny molekiola oksizenina mihodinkodina ho karazana oksizenina ionized ary manatsara ny valinteny mora amin'ny acetone.Ao amin'ny 2017, io ekipa mpikaroka io ihany dia naneho fa ny bimetallic nanoparticles dia mahomby kokoa amin'ny catalysis noho ny nanoparticles metaly tokana, araka ny aseho amin'ny sary 5126. salan'isa latsaky ny 3 nm.Avy eo, amin'ny fampiasana ny fomba electrospinning, ny nanofibers PtM @ WO3 dia azo hampitomboana ny fahatsapana sy ny fifantenana amin'ny acetone na H2S (sary 5b-g).Vao haingana, ny atoma tokana catalysts (SACs) dia nampiseho fahaiza-manao catalytika tena tsara eo amin'ny sehatry ny catalysis sy ny famakafakana entona noho ny fahombiazana ambony indrindra amin'ny fampiasana atôma sy ny rafitra elektronika voarindra127,128.Shin et al.129 dia nampiasa Pt-SA nitride karbonika (MCN), SnCl2 ary PVP nanosheets ho loharano simika hanomanana fibre inline Pt@MCN@SnO2 ho an'ny fitiliana entona.Na dia eo aza ny votoatiny ambany dia ambany amin'ny Pt@MCN (avy amin'ny 0,13 wt.% ka hatramin'ny 0.68 wt.%), ny fahombiazan'ny fahitana ny formaldehyde gazy Pt@MCN@SnO2 dia ambony noho ny santionany hafa (SnO2 madio, MCN@SnO2 ary Pt NPs@ SnO2)..Ity fampisehoana fanta-daza tsara ity dia azo ampifandraisina amin'ny fahombiazan'ny atomika ambony indrindra amin'ny catalyst Pt SA sy ny fandrakofana kely indrindra amin'ny tranokala mavitrika SnO2129.
Fomba encapsulation feno apoferritin hahazoana PtM-apo (PtPd, PtRh, PtNi) nanopartikel;dynamic entona saro-pady toetra ny bd madio WO3, PtPd@WO3, PtRn@WO3, ary Pt-NiO@WO3 nanofibers;mifototra, ohatra, amin'ny toetran'ny selectivity PtPd@WO3, PtRn@WO3 ary Pt-NiO@WO3 nanofiber sensor amin'ny 1 ppm amin'ny entona manelingelina 126
Ankoatr'izay, ny heterojunctions miforona eo anelanelan'ny fitaovana scaffold sy ny nanoparticles dia afaka manova tsara ny fantsona conduction amin'ny alàlan'ny mekanika modulation radial mba hanatsarana ny fahombiazan'ny sensor130,131,132.Ao amin'ny fig.Ny sary 6a dia mampiseho ny toetran'ny sensor ny SnO2 sy Cr2O3@SnO2 nanowires madio ho an'ny fampihenana sy ny oxidizing entona sy ny mifanaraka sensor mechanisms131.Raha ampitahaina amin'ny nanowires SnO2 madio, ny valin'ny nanowires Cr2O3@SnO2 amin'ny fampihenana ny entona dia mihamitombo be, raha miharatsy kosa ny valin'ny gazy oxidizing.Ireo trangan-javatra ireo dia mifandray akaiky amin'ny fihenan'ny fihanaky ny fantsona ao an-toerana amin'ny fantsom-pitaterana an'ny nanowires SnO2 amin'ny lalana radial amin'ny heterojunction pn niforona.Ny fanoherana ny sensor dia azo amboarina fotsiny amin'ny alàlan'ny fanovana ny sakan'ny EDL eo amin'ny tontolon'ny nanowires SnO2 madio rehefa avy nipoitra tamin'ny gazy mampihena sy oxidizing.Na izany aza, ho an'ny nanowires Cr2O3@SnO2, ny DEL voalohany an'ny nanowires SnO2 amin'ny rivotra dia nitombo raha oharina amin'ny nanowires SnO2 madio, ary ny fantsona conduction dia voatsindry noho ny fananganana heterojunction.Noho izany, rehefa tratran'ny entona mampihena ny sensor, dia avoaka ao amin'ny nanowires SnO2 ny elektrôna voafandrika ary mihena be ny EDL, ka miteraka fahatsapana avo kokoa noho ny nanowires SnO2 madio.Mifanohitra amin'izany, rehefa mifindra amin'ny entona oxidizing dia voafetra ny fanitarana ny DEL, ka miteraka fahatsapana ambany.Ny valin'ny valin-kafatra mitovitovy amin'izany dia hitan'ny Choi et al., 133 izay nahitana ny nanowires SnO2 voaravaka tamin'ny nanopartikely p-karazana WO3 dia nampiseho fahatsaran-tsarimihetsika tsara kokoa tamin'ny fampihenana ny gazy, raha nanatsara ny fahatsapan-tena amin'ny gazy oxidizing ny sensor SnO2 voaravaka.TiO2 nanoparticles (sary 6b) 133. Ity vokatra ity dia noho ny asan'ny SnO2 sy MOS (TiO2 na WO3) nanoparticles indrindra indrindra.Ao amin'ny p-karazana (n-karazana) nanoparticles, ny fantsona conduction ny rafitra rafitra (SnO2) manitatra (na fifanarahana) amin'ny radial tari-dalana, ary avy eo, eo ambanin'ny hetsika ny fampihenana (na oxidation), fanampiny fanitarana (na shortening). ny fantsona conduction ny SnO2 – taolan-tehezana) ny gazy (sary 6b).
Mekanisma modulation radial nateraky ny LF MOS novana.Famintinana ny valin'ny entona amin'ny gazy 10 ppm fampihenana sy oxidizing mifototra amin'ny SnO2 sy Cr2O3@SnO2 nanowires madio ary kisary schematic mekanika sensing mifanaraka amin'izany;ary ny tetika mifanandrify amin'ny WO3@SnO2 nanorods sy ny mekanika fitiliana133
Ao amin'ny fitaovana heterostructure bilayer sy multilayer, ny fantsona fampitaovana ny fitaovana dia anjakan'ny sosona (matetika ny ambany sosona) amin'ny fifandraisana mivantana amin'ny electrodes, ary ny heterojunction niforona teo amin'ny interface tsara ny roa sosona afaka mifehy ny conductivity ny ambany sosona. .Noho izany, rehefa mifandray amin'ny sosona ambony ny gazy, dia mety hisy fiantraikany be eo amin'ny fantsona fampitaovana ny sosona ambany sy ny fanoherana 134 an'ilay fitaovana.Ohatra, Kumar et al.77 dia nitatitra ny fihetsika mifanohitra amin'ny TiO2 @ NiO sy NiO @ TiO2 sosona roa ho an'ny NH3.Mipoitra io fahasamihafana io satria ny fantsom-pitaterana an'ireo sensor roa dia manjaka amin'ny soson'ny fitaovana samihafa (NiO sy TiO2, tsirairay avy), ary avy eo dia samy hafa ny fiovaovan'ny fantsona conduction fototra77.
Ny heteronanostructures bilayer na multilayer dia matetika novokarin'ny sputtering, déposition atomika (ALD) ary centrifugation56,70,134,135,136.Ny hatevin'ny sarimihetsika sy ny faritra mifandray amin'ny fitaovana roa dia azo fehezina tsara.Ny sary 7a sy b dia mampiseho ny nanofilms NiO@SnO2 sy Ga2O3@WO3 azo tamin'ny sputtering ho an'ny detection ethanol135,137.Na izany aza, ireo fomba ireo amin'ny ankapobeny dia mamokatra sarimihetsika fisaka, ary ireo sarimihetsika fisaka ireo dia tsy dia saro-pady noho ireo akora nanostructured 3D noho ny velaran-tany manokana sy ny fahafaha-miditra entona.Noho izany, ny paikadin'ny dingan-drano amin'ny famoronana sarimihetsika bilayer miaraka amin'ny ambaratonga samihafa dia naroso ihany koa mba hanatsarana ny fahaiza-manao amin'ny alàlan'ny fampitomboana ny velaran-tany manokana41,52,138.Zhu et al139 mitambatra sputtering sy hydrothermal teknika mba hamokatra ZnO nanowires ambony noho ny SnO2 nanowires (ZnO@SnO2 nanowires) ho H2S detection (sary 7c).Ny valiny amin'ny 1 ppm H2S dia avo 1.6 heny noho ny an'ny sensor mifototra amin'ny nanofilms ZnO@SnO2 sputtered.Liu et al.52 dia nitatitra ny sensor H2S avo lenta amin'ny fampiasana fomba fiasa simika misy dingana roa amin'ny toerana mba hamoronana rafitra nanostructure SnO2@NiO hierarchical arahin'ny fanalefahana mafana (sary 10d).Raha ampitahaina amin'ny sarimihetsika SnO2 @ NiO bilayer mahazatra, ny fahombiazan'ny fahatsapan'ny rafitra bilayer SnO2@NiO dia nihatsara be noho ny fitomboan'ny velaran-tany manokana52,137.
Sensor entona sosona roa mifototra amin'ny MOS.NiO@SnO2 nanofilm ho an'ny fitiliana ethanol;137b Ga2O3@WO3 nanofilm ho an'ny fitiliana ethanol;135c tsara indrindra SnO2@ZnO rafitra ambaratongam-pahefana ho an'ny H2S detection;139d SnO2@NiO firafitry ny ambaratonga ambony ho an'ny mamantatra H2S52.
Ao amin'ny fitaovana karazany II mifototra amin'ny heteronanostructures core-shell (CSHNs), sarotra kokoa ny mekanika fahatsapana, satria tsy voafetra amin'ny akorandriaka anatiny ny fantsona conduction.Na ny lalana famokarana sy ny hatevin'ny (hs) ny fonosana dia afaka mamaritra ny toerana misy ny fantsona conductive.Ohatra, rehefa mampiasa fomba synthesis ambany, ny fantsona conduction dia voafetra amin'ny fotony anatiny, izay mitovy amin'ny rafitra amin'ny rafitra fitaovana roa sosona na multilayer (sary 2b (3)) 123, 140, 141, 142, 143. Xu et al.144 dia nitatitra ny fomba fiasa ambany indrindra amin'ny fahazoana CSHN NiO@α-Fe2O3 sy CuO@α-Fe2O3 amin'ny fametrahana ny sosona NiO na CuO NPs amin'ny nanorods α-Fe2O3 izay voafetran'ny ampahany afovoany ny fantsona conduction.(nanorods α-Fe2O3).Liu et al.142 ihany koa dia nahomby tamin'ny famerana ny fantsom-pitaterana mankany amin'ny ampahany lehibe amin'ny CSHN TiO2 @ Si amin'ny fametrahana ny TiO2 amin'ny tariby nanomanana silisiôma voaomana.Noho izany, ny fitondran-tena mahatsikaiky (p-karazana na n-karazana) dia miankina amin'ny karazana semiconductor amin'ny nanowire silisiôma.
Na izany aza, ny ankamaroan'ny tatitra mifototra amin'ny CSHN sensor (sary 2b (4)) dia noforonina tamin'ny alàlan'ny famindrana vovoka avy amin'ny fitaovana CS synthesized amin'ny chips.Amin'ity tranga ity, ny lalan'ny conduction ny sensor dia misy fiantraikany amin'ny hatevin'ny trano (hs).Ny vondrona Kim dia nanadihady ny fiantraikan'ny hs amin'ny fahombiazan'ny fitiliana entona ary nanolotra fomba fiasa mety hahitana 100,112,145,146,147,148. Inoana fa misy antony roa manampy amin'ny mekanika fandrefesana an'io rafitra io: (1) ny modulation radial ny EDL amin'ny akorandriaka ary (2) ny fiantraikany amin'ny fanosorana ny elektrônika (sary 8) 145. Nolazain'ny mpikaroka fa ny fantsona conduction. Ny mpitatitra dia voafetra amin'ny sosona akorandriaka indrindra rehefa hs > λD amin'ny sosona akorandriaka145. Inoana fa misy antony roa manampy amin'ny mekanika fandrefesana an'io rafitra io: (1) ny modulation radial ny EDL amin'ny akorandriaka ary (2) ny fiantraikany amin'ny fanosorana ny elektrônika (sary 8) 145. Nolazain'ny mpikaroka fa ny fantsona conduction. Ny mpitatitra dia voafetra amin'ny sosona akorandriaka indrindra rehefa hs > λD amin'ny sosona akorandriaka145. Считается, что в механизме восприятия этой структуры участвуют два фактора: (1) радиальная модуляция ДЭС оболочки и (2) эффект размытия электрического поля (рис. 8) 145. Исследователи отметили, что канал проводимости носителей в основном приурочено к оболочке, когда hs > λD оболочки145. Inoana fa anton-javatra roa no tafiditra amin'ny fomba fijerin'ity rafitra ity: (1) radial modulation ny EDL amin'ny akorandriaka ary (2) ny fiantraikan'ny fandoroana ny saha elektrika (sary 8) 145. Nanamarika ireo mpikaroka fa Ny fantsom-pitaterana mpitatitra dia voafetra indrindra amin'ny akorandriaka rehefa hs > λD akorandriaka145.Inoana fa anton-javatra roa no mandray anjara amin'ny mekanika fitadiavana an'io rafitra io: (1) ny fiovaovan'ny radial amin'ny DEL amin'ny akorandriaka ary (2) ny fiantraikan'ny fanosorana elektrônika (sary 8) 145.研究人员提到传导通道当壳层的hs > λD145 时，载流子的数量主要局限于壳层。 > λD145 时，载流子的数量主要局限于壳层。 Исследователи отметили, что канал проводимости Когда hs > λD145 оболочки, количество носителей в основнобочолочом . Ny mpikaroka dia nanamarika fa ny fantsona conduction Rehefa hs> λD145 amin'ny akorandriaka, ny isan'ny mpitatitra dia voafetra indrindra amin'ny akorandriaka.Noho izany, ao amin'ny modulation resistive ny sensor mifototra amin'ny CSHN, ny radial modulation ny cladding DEL manjaka (sary 8a).Na izany aza, amin'ny hs ≤ λD amin'ny akorandriaka, dia lany tanteraka amin'ny elektrôna ny singa oksizenina mipetaka amin'ny akorandriaka sy ny heterojunction miforona ao amin'ny heterojunction CS. Noho izany, ny fantsona conduction dia tsy ao anatin'ny sosona akorandriaka ihany fa amin'ny ampahany ihany koa amin'ny ampahany fototra, indrindra rehefa hs <λD ny sosona akorandriaka. Noho izany, ny fantsona conduction dia tsy ao anatin'ny sosona akorandriaka ihany fa amin'ny ampahany ihany koa amin'ny ampahany fototra, indrindra rehefa hs <λD ny sosona akorandriaka. Поэтому канал проводимости располагается не только внутри оболочечного слоя, но и частично в сердцевиносто чолого, но и частично в сердцевиносточ ноч сердцевиной сердцевиностой сердцевиностой сердцевиностой Noho izany, ny fantsona conduction dia tsy ao anatin'ny sosona akorandriaka ihany, fa amin'ny ampahany ihany koa amin'ny ampahany fototra, indrindra amin'ny hs <λD amin'ny sosona akorandriaka.因此，传导通道不仅位于壳层内部，而且部分位于芯部，尤其是当壳层的hs < λD 。 hs < λD 时. Поэтому канал проводимости располагается не только внутри оболочки, но и частично в сердцевине, особеноночки Noho izany, ny fantsona conduction dia tsy ao anatin'ny akorany ihany, fa amin'ny ampahany ihany koa ao amin'ny atiny, indrindra amin'ny hs <λD amin'ny akorandriaka.Amin'ity tranga ity, na ny akora elektronika efa lany tanteraka sy ny sosona fototra tapany dia manampy amin'ny fanovana ny fanoherana ny CSHN manontolo, ka miteraka fiantraikany amin'ny rambony elektrônika (sary 8b).Ny fikarohana hafa sasany dia nampiasa ny foto-kevitry ny ampahany amin'ny EDL fa tsy ny rambony elektrônika mba handinihana ny h effect100,148.Raha raisina ireo fandraisan'anjara roa ireo, dia mahatratra ny sandany lehibe indrindra ny totalin'ny modulation ny fanoherana CSHN rehefa ampitahaina amin'ny sheath λD ny hs, araka ny asehon'ny sary 8c.Noho izany, ny hs tsara indrindra ho an'ny CSHN dia mety ho akaiky ny akorandriaka λD, izay mifanaraka amin'ny fanandramana fanandramana99,144,145,146,149.Fandinihana maromaro no naneho fa ny hs dia mety hisy fiantraikany amin'ny fahatsapan'ny sensor pn-heterojunction mifototra amin'ny CSHN40,148.Li et al.148 sy Bai et al.40 dia nanadihady ny fiantraikan'ny hs amin'ny fampandehanana ny sensor pn-heterojunction CSHN, toy ny TiO2 @ CuO sy ZnO @ NiO, amin'ny fanovana ny cycle ALD cladding.Vokatr'izany dia niova ny fihetsika sensory avy amin'ny p-type ho n-type miaraka amin'ny fitomboan'ny hs40,148.Ity fihetsika ity dia noho ny zava-misy fa amin'ny voalohany (miaraka amin'ny tsingerin'ny ALD voafetra) dia azo raisina ho toy ny heteronanostructure novaina ny heterostructures.Noho izany, ny fantsona conduction dia voafetra amin'ny sosona fototra (p-karazana MOSFET), ary ny sensor dia mampiseho p-karazana fitondran-tena.Rehefa mitombo ny isan'ny tsingerin'ny ALD, dia lasa tsy mitsaha-mitohy ny sosona cladding (n-karazana MOSFET) ary miasa toy ny fantsona fampitaovana, ka miteraka fahatsapana n-karazana.Fihetseham-pandrenesana mitovitovy amin'izany dia notaterina ho an'ny heteronanostructures pn branched 150,151.Zhou et al.150 dia nanadihady ny fahatsapan'ny Zn2SnO4 @ Mn3O4 heteronanostructures sampana amin'ny alàlan'ny fanaraha-maso ny votoatin'ny Zn2SnO4 eo amin'ny tontolon'ny nanowires Mn3O4.Rehefa niforona teo amin'ny tampon'ny Mn3O4 ny nuclei Zn2SnO4, dia nisy fahatsapana p-karazana hita.Miaraka amin'ny fitomboana bebe kokoa amin'ny votoatin'ny Zn2SnO4, ny sensor miorina amin'ny sampana Zn2SnO4@Mn3O4 heteronanostructures dia mifamadika amin'ny fihetsika sensor-n-karazana.
Ny famaritana hevitra momba ny mekanika sensor roa miasa amin'ny CS nanowires dia aseho.a Modulation fanoherana noho ny fiovaovan'ny radial amin'ny akorandriaka efa lany elektrônika, b Ny fiantraikany ratsy amin'ny fanosorana amin'ny modulation fanoherana, ary c Fanodinana tanteraka ny fanoherana ny CS nanowires noho ny fitambaran'ireo vokatra roa ireo 40
Ho fehin-kevitra, ny karazana sensor II dia ahitana nanostructures hierarchical maro samihafa, ary ny fahombiazan'ny sensor dia miankina betsaka amin'ny fandaminana ny fantsona conductive.Noho izany, zava-dehibe ny mifehy ny toeran'ny fantsom-pandrefesana ny sensor ary mampiasa modely MOS heteronanostructured sahaza mba handinihana ny mekanika fandrefesana ny karazana sensor II.
Ny rafi-pandrefesana Type III dia tsy dia mahazatra loatra, ary ny fantsona fampitaovana dia mifototra amin'ny heterojunction miforona eo anelanelan'ny semiconductor roa mifandray amin'ny electrodes roa, tsirairay avy.Ny firafitry ny fitaovana tsy manam-paharoa dia matetika azo amin'ny alalan'ny teknika micromachining ary ny mekanika fandrefesana azy dia tsy mitovy amin'ireo rafitra sensor roa teo aloha.Ny curve IV amin'ny sensor Type III dia matetika mampiseho toetra fanitsiana mahazatra noho ny fananganana heterojunction48,152,153.Ny curve toetran'ny I-V amin'ny heterojunction idealy dia azo faritana amin'ny alàlan'ny mekanika thermionic amin'ny famoahana elektronika mihoatra ny haavon'ny sakana heterojunction152,154,155.
izay Va dia ny voltase mitongilana, A ny fitaovana faritra, k dia ny Boltzmann tsy miova, T ny mari-pana tanteraka, q ny mitondra entana, Jn sy Jp dia ny lavaka sy ny electron diffusion densities ankehitriny, tsirairay avy.IS dia maneho ny ankehitriny saturation mivadika, voafaritra ho: 152,154,155
Noho izany, ny totalin'ny ankehitriny amin'ny pn heterojunction dia miankina amin'ny fiovan'ny fifantohan'ny mpitatitra fiampangana sy ny fiovan'ny haavon'ny sakana amin'ny heterojunction, araka ny aseho amin'ny equations (3) sy (4) 156
izay nn0 sy pp0 dia ny fifantohan'ny elektrôna (lavaka) ao amin'ny karazana n (karazana p) MOS, \ (V_{bi}^0 \) dia ny poizina naorina, Dp (Dn) dia ny diffusion coefficient ny elektrôna (lavaka), Ln (Lp ) dia ny halavan'ny fiparitahan'ny elektrôna (lavaka), ΔEv (ΔEc) dia ny fifindran'ny angovon'ny tarika valence (bandy conduction) amin'ny heterojunction.Na dia mifanandrify amin'ny hakitroky ny mpitatitra aza ny hakitroky amin'izao fotoana izao, dia mifanohitra amin'ny \(V_{bi}^0\\).Noho izany, ny fiovana amin'ny ankapobeny amin'ny hakitroky amin'izao fotoana izao dia miankina mafy amin'ny fiovaovan'ny haavon'ny sakana heterojunction.
Araka ny voalaza etsy ambony, ny famoronana hetero-nanostructured MOSFETs (ohatra, karazana I sy karazana II fitaovana) dia afaka manatsara ny fahombiazan'ny sensor, fa tsy ny singa tsirairay.Ary ho an'ny fitaovana karazany III, ny valin'ny heteronanostructure dia mety ho avo kokoa noho ny singa roa48,153 na avo kokoa noho ny singa iray76, miankina amin'ny firafitry ny akora simika.Tatitra maromaro no naneho fa ny valin'ny heteronanostructures dia ambony lavitra noho ny an'ny singa tokana rehefa misy iray amin'ireo singa dia tsy mahatsikaritra ny gazy kendrena48,75,76,153.Amin'ity tranga ity, ny gazy kendrena dia tsy hifanerasera afa-tsy amin'ny sosona saro-pady ary miteraka fiovàna Ef amin'ny sosona saro-pady sy ny fiovan'ny haavon'ny sakana heterojunction.Avy eo dia hiova be ny totalin'ny fitaovana ankehitriny, satria mifandraika amin'ny haavon'ny sakana heterojunction araka ny fampitoviana.(3) sy (4) 48,76,153.Na izany aza, rehefa samy saro-pady amin'ny entona kendrena ny singa n-karazana sy p-karazana, dia mety ho eo anelanelany ny fahombiazan'ny fitiliana.José et al.76 dia namokatra sensor NO2 sarimihetsika NiO / SnO2 porous tamin'ny alàlan'ny sputtering ary nahita fa ny fahatsapana sensor dia ambony noho ny an'ny sensor mifototra amin'ny NiO, fa ambany noho ny an'ny sensor mifototra amin'ny SnO2.sensor.Ity trangan-javatra ity dia noho ny fisian'ny SnO2 sy NiO mampiseho fanehoan-kevitra mifanohitra amin'ny NO276.Ary koa, satria samy manana ny fahatsapan'ny entona ireo singa roa ireo, dia mety hitovy ny fironana hamantatra ireo entona oxidizing sy fampihenana.Ohatra, Kwon et al.157 dia nanolotra sensor entona NiO/SnO2 pn-heterojunction amin'ny alàlan'ny tsipìka oblique, araka ny aseho amin'ny sary 9a.Mahaliana fa ny sensor NiO / SnO2 pn-heterojunction dia nampiseho fironana mitovy amin'ny H2 sy NO2 (sary 9a).Mba hamahana izany vokatra izany, Kwon et al.157 dia nanadihady ara-dalàna ny fomba fiovan'ny NO2 sy H2 ny fifantohana amin'ny mpitatitra ary naneno ny \(V_{bi}^0\) ireo fitaovana roa ireo amin'ny fampiasana ny toetran'ny IV sy ny simulation informatika (sary 9bd).Ny sary 9b sy c dia mampiseho ny fahafahan'ny H2 sy NO2 hanova ny hakitroky ny mpitatitra sensor mifototra amin'ny p-NiO (pp0) sy n-SnO2 (nn0), tsirairay avy.Nasehon'izy ireo fa ny pp0 amin'ny p-karazana NiO dia niova kely tao amin'ny tontolo NO2, raha niova be kosa ny tontolo H2 (sary 9b).Na izany aza, ho an'ny SnO2 karazana n, ny nn0 dia manao fihetsika mifanohitra (sary 9c).Mifototra amin'ireo valiny ireo, ny mpanoratra dia nanatsoaka hevitra fa rehefa nampihatra ny H2 tamin'ny sensor mifototra amin'ny heterojunction NiO / SnO2 pn, ny fitomboan'ny nn0 dia nitarika ny fitomboan'ny Jn, ary ny \ (V_ {bi} ^ 0 \) dia nitarika ho amin'ny a fihenan'ny valiny (sary 9d).Aorian'ny fiposahan'ny NO2, ny fihenan'ny nn0 amin'ny SnO2 sy ny fitomboana kely amin'ny pp0 ao amin'ny NiO dia mitarika amin'ny fihenan'ny \ (V_ {bi} ^ 0 \), izay miantoka ny fitomboan'ny valin'ny sensory (sary 9d). ) 157 Ho fehin-kevitra, ny fiovan'ny fifantohana amin'ny mpitatitra sy ny \(V_{bi}^0\) dia mitarika amin'ny fiovan'ny totalin'ny courant, izay misy fiantraikany bebe kokoa amin'ny fahaizana mamantatra.
Ny rafitra fandrefesana ny sensor entona dia mifototra amin'ny firafitry ny fitaovana Type III.Scanning electron microscopy (SEM) sary cross-sectional, p-NiO / n-SnO2 nanocoil fitaovana ary ny fananana sensor ny p-NiO / n-SnO2 nanocoil heterojunction sensor amin'ny 200 ° C ho an'ny H2 sy NO2;b, SEM cross-sectional amin'ny fitaovana c, ary valin'ny simulation amin'ny fitaovana misy p-NiO b-layer ary n-SnO2 c-layer.Ny sensor b p-NiO sy ny sensor c n-SnO2 dia mandrefy ary mifanandrify amin'ny toetran'ny I-V amin'ny rivotra maina sy aorian'ny fiposahan'ny H2 sy NO2.Ny sari-tany roa amin'ny haavon'ny b-hole ao amin'ny p-NiO sy ny sarintanin'ny c-electrons ao amin'ny layer n-SnO2 miaraka amin'ny mari-pamantarana loko dia novolavolaina tamin'ny fampiasana ny rindrambaiko Sentaurus TCAD.d Ny valin'ny simulation mampiseho sarintany 3D an'ny p-NiO/n-SnO2 amin'ny rivotra maina, H2 ary NO2157 amin'ny tontolo iainana.
Ho fanampin'ny toetra simika amin'ny fitaovana, ny firafitry ny fitaovana Type III dia mampiseho ny fahafahana mamorona sensor entona mandeha ho azy, izay tsy azo atao amin'ny fitaovana Type I sy Type II.Noho ny sahan-jiro misy azy ireo (BEF), ny rafitra diode heterojunction pn dia matetika ampiasaina amin'ny fananganana fitaovana photovoltaic ary mampiseho ny mety amin'ny fanaovana sensor entona photoelectric ho an'ny tenany amin'ny mari-pana amin'ny efitrano ambanin'ny hazavana74,158,159,160,161.BEF amin'ny heterointerface, vokatry ny tsy fitovian'ny haavon'ny Fermi amin'ny fitaovana, dia mandray anjara amin'ny fisarahana amin'ny mpivady electron-hole.Ny tombony amin'ny sensor entona photovoltaic mandeha ho azy dia ny fanjifana herinaratra ambany satria afaka misintona ny angovo avy amin'ny hazavana manazava izy ary avy eo mifehy tena na fitaovana kely hafa tsy mila loharanon-kery ivelany.Ohatra, Tanuma sy Sugiyama162 dia nanamboatra heterojunctions NiO / ZnO pn ho sela masoandro mba hampavitrika ny sensor CO2 polycrystalline mifototra amin'ny SnO2.Gad et al.74 dia nitatitra ny sensor entona photovoltaic mandeha ho azy mifototra amin'ny heterojunction Si / ZnO @ CdS pn, araka ny aseho amin'ny sary 10a.Ny nanowires ZnO mitsangana mitsangana dia nambolena mivantana tamin'ny substrate silisiôma p-karazana mba hamoronana heterojunctions Si / ZnO pn.Avy eo dia novaina teo ambonin'ny ZnO nanowires ny nanopartikely CdS tamin'ny alàlan'ny fanovana simika.Ao amin'ny fig.10a dia mampiseho ny valin'ny valin'ny sensor Si/ZnO@CdS ho an'ny O2 sy ethanol.Eo ambanin'ny fahazavana, ny tsipika misokatra (Voc) noho ny fisarahan'ny mpivady elektrôna-lavaka mandritra ny BEP amin'ny Si/ZnO heterointerface dia mitombo tsikelikely miaraka amin'ny isan'ny diodes mifandray74,161.Voc dia azo aseho amin'ny equation.(5) 156,
izay ND, NA, ary Ni dia ny fifantohan'ny mpanome, ny mpandray, ary ny mpitatitra anatiny, ary ny k, T, ary q dia mitovy amin'ny teo aloha.Rehefa tratran'ny entona oxidizing izy ireo dia mamoaka elektrôna avy amin'ny nanowires ZnO, izay mitarika amin'ny fihenan'ny \(N_D^{ZnO}\) sy ny Voc.Mifanohitra amin'izany, ny fihenan'ny entona dia niteraka fitomboan'ny Voc (sary 10a).Rehefa manaingo ZnO amin'ny CdS nanoparticles, photoexcited electron ao amin'ny CdS nanoparticles dia tsindrona ao amin'ny conduction tarika ny ZnO ary mifandray amin'ny adsorbed entona, ka mampitombo ny fahatsapana efficiency74,160.Ny sensor entona photovoltaic mitovy amin'izany mifototra amin'ny Si / ZnO dia notaterin'i Hoffmann et al.160, 161 (sary 10b).Ity sensor ity dia azo omanina amin'ny alàlan'ny tsipika amine-functionalized ZnO nanoparticles ([3-(2-aminoethylamino)propyl]trimethoxysilane) (amino-functionalized-SAM) sy thiol ((3-mercaptopropyl) -functionalized, hanitsiana ny fiasan'ny asa. amin'ny entona kendrena ho an'ny fitadiavana mifantina ny NO2 (trimethoxysilane) (thiol-functionalized-SAM)) (sary 10b) 74,161.
Sensor entona photoelectric mandeha amin'ny tena mifototra amin'ny firafitry ny fitaovana karazany III.sensor entona photovoltaic mandeha amin'ny herin'ny tena mifototra amin'ny Si/ZnO@CdS, mekanika fandrefesana mandeha amin'ny herin'ny tena sy ny valin'ny sensor amin'ny gazy oxidized (O2) ary mihena (1000 ppm ethanol) eo ambanin'ny masoandro;74b Sensor entona photovoltaic mandeha amin'ny tena mifototra amin'ny sensor Si ZnO/ZnO sy ny valin'ny sensor amin'ny entona isan-karazany taorian'ny fampandehanana ny ZnO SAM miaraka amin'ny terminal amine sy thiols 161
Noho izany, rehefa miresaka momba ny mekanika saro-pady amin'ny karazana sensor III, dia zava-dehibe ny mamaritra ny fiovan'ny haavon'ny sakana heterojunction sy ny fahafahan'ny entona mitaona ny fifantohana amin'ny mpitatitra.Ho fanampin'izany, ny hazavana dia afaka miteraka mpitatitra photogenerated izay mihetsika amin'ny entona, izay mampanantena ny fitadiavana entona mandeha amin'ny herin'ny tena.
Araka ny noresahina tamin'ity famerenana literatiora ity dia maro ny heteronanostructures MOS samihafa no noforonina mba hanatsarana ny fahombiazan'ny sensor.Ny angon-drakitra Web of Science dia nokarohana ireo teny fanalahidy isan-karazany (composites metaly oxide, oxides metaly core-sheath, oxides metaly sosona, ary mpanadihady entona mandeha amin'ny herin'ny tena) ary koa ny toetra mampiavaka (fahabetsahan'ny, fahatsapan-tena / fifantenana, mety hiteraka herinaratra, famokarana) .Fomba Ny toetran'ny telo amin'ireo fitaovana telo ireo dia aseho amin'ny tabilao 2. Ny foto-kevitra ankapobeny ho an'ny sensor entona avo lenta dia resahina amin'ny famakafakana ireo antony telo lehibe naroson'i Yamazoe.Mekanisma ho an'ny MOS Heterostructure Sensors Mba hahatakarana ny anton-javatra misy fiantraikany amin'ny sensor entona, dia nodinihina tsara ireo mari-pamantarana MOS isan-karazany (ohatra, ny haben'ny voa, ny mari-pana miasa, ny tsy fahampiana ary ny hakitroky ny oksizenina, ny fiaramanidina kristaly misokatra).Ny firafitry ny fitaovana, izay manan-danja ihany koa amin'ny fitondran-tenan'ny sensor, dia natao tsinontsinona ary zara raha noresahina.Ity famerenana ity dia miresaka momba ny mekanika fototra hahitana karazana firafitry ny fitaovana telo.
Ny firafitry ny haben'ny voamaina, ny fomba famokarana ary ny isan'ny heterojunctions amin'ny fitaovana tsapa ao anaty sensor Type I dia mety hisy fiantraikany be amin'ny fahatsapan'ny sensor.Ankoatra izany, ny fitondran-tenan'ny sensor dia misy fiantraikany amin'ny tahan'ny molar ny singa.Ny rafitra fitaovana karazana II (heteranonostructures haingon-trano, sarimihetsika bilayer na multilayer, HSSNs) no rafitra fitaovana malaza indrindra misy singa roa na maromaro, ary singa iray ihany no mifandray amin'ny electrode.Ho an'ity firafitry ny fitaovana ity, ny famaritana ny toerana misy ny fantsona fampitaovana sy ny fiovan'izy ireo dia zava-dehibe amin'ny fandalinana ny mekanika amin'ny fahatsapana.Satria ny fitaovana karazany II dia ahitana heteronanostructure ambaratonga maro samihafa, maro ny mekanika fandrefesana no natolotra.Ao amin'ny rafitra sensorika karazana III, ny fantsom-pitaterana dia anjakan'ny heterojunction miforona amin'ny heterojunction, ary ny fomba fijery dia hafa tanteraka.Noho izany dia zava-dehibe ny mamaritra ny fiovan'ny haavon'ny sakana heterojunction aorian'ny fiparitahan'ny gazy kendrena amin'ny sensor III.Miaraka amin'ity famolavolana ity dia azo atao ny sensor entona photovoltaic mandeha ho azy mba hampihenana ny fanjifana herinaratra.Na izany aza, satria ny fizotry ny fanamboarana amin'izao fotoana izao dia somary sarotra ary ny fahatsapan-tena dia ambany lavitra noho ny mahazatra MOS mifototra amin'ny chemo-resistive entona entona, dia mbola be dia be ny fandrosoana eo amin'ny fikarohana ny entona sensor-tena.
Ny tombony lehibe amin'ny sensor MOS entona miaraka amin'ny heteronanostructures hierarchical dia ny hafainganam-pandeha sy ny fahatsapana ambony kokoa.Na izany aza, ny olana lehibe sasany amin'ny sensor entona MOS (ohatra, ny mari-pana ambony, ny fahamarinan-toerana maharitra, ny tsy fahampian'ny fifantenana sy ny famerenana indray, ny hamandoana, sns.) dia mbola misy ary mila dinihina alohan'ny hampiasana azy ireo amin'ny fampiharana azo ampiharina.Ny sensor entona MOS maoderina dia miasa amin'ny hafanana avo ary mandany hery be dia be, izay misy fiantraikany amin'ny fahamarinan'ny sensor.Misy fomba roa iraisan'ny famahana ity olana ity: (1) ny fampivoarana ny poti-pandrefesana herinaratra ambany;(2) fampivoarana fitaovana saro-pady vaovao izay afaka miasa amin'ny hafanana ambany na amin'ny mari-pana amin'ny efitrano aza.Ny fomba iray amin'ny fampivoarana chips sensor misy hery ambany dia ny manamaivana ny haben'ny sensor amin'ny alàlan'ny famolavolana takelaka microheating mifototra amin'ny seramika sy silicon163.Ny takelaka fanafanana bitika mifototra amin'ny seramika dia mandany eo amin'ny 50-70 mV isaky ny sensor, raha toa kosa ny takelaka fanafanana bitika mifototra amin'ny silisiôma dia afaka mandany 2 mW isaky ny sensor rehefa miasa tsy tapaka amin'ny 300 °C163,164.Ny fampivoarana fitaovana fandrenesana vaovao dia fomba mahomby hampihenana ny fanjifana herinaratra amin'ny alàlan'ny fampidinana ny mari-pana miasa, ary afaka manatsara ihany koa ny fahamarinan'ny sensor.Satria mbola mihena ny haben'ny MOS mba hampitomboana ny fahatsapan'ny sensor, dia lasa fanamby bebe kokoa ny fahamarinan'ny hafanana amin'ny MOS, izay mety hitarika ho amin'ny fifindran'ny sensor signal165.Ankoatr'izay, ny mari-pana ambony dia mampiroborobo ny fiparitahan'ny fitaovana amin'ny heterointerface sy ny fananganana dingana mifangaro, izay misy fiantraikany amin'ny fananana elektronika amin'ny sensor.Ny mpikaroka dia mitatitra fa ny mari-pana miasa tsara indrindra amin'ny sensor dia azo ahena amin'ny alàlan'ny fisafidianana fitaovana mahatsikaritra mety sy ny fampivoarana heteronanostructures MOS.Ny fitadiavana fomba iray amin'ny mari-pana ambany amin'ny famoronana heteronanostructures MOS kristaly be dia be dia fomba iray hafa mampanantena hanatsarana ny fahamarinan-toerana.
Ny fifantenana ny sensor MOS dia olana hafa azo ampiharina satria ny entona samihafa dia miara-miaina amin'ny entona kendrena, raha ny sensor MOS kosa dia matetika mahatsikaritra entona mihoatra ny iray ary matetika mampiseho fahatsapan-tena.Noho izany, ny fampitomboana ny fifantenana ny sensor amin'ny entona kendrena ary koa amin'ny gazy hafa dia tena ilaina amin'ny fampiharana azo ampiharina.Tao anatin'ny folo taona lasa izay, ny safidy dia noresahina tamin'ny ampahany tamin'ny fananganana andian-tsarimihetsika entona antsoina hoe "orona elektronika (E-nose)" miaraka amin'ny algorithm famakafakana kajy toy ny fanofanana vector quantization (LVQ), famakafakana singa fototra (PCA), sns e.Olana ara-pananahana.Partial Least Squares (PLS), sns. 31, 32, 33, 34. Lafin-javatra roa lehibe (ny isan'ny sensor, izay mifandray akaiky amin'ny karazana fitaovana fandrefesana, sy ny famakafakana kajy) dia tena ilaina amin'ny fanatsarana ny fahaizan'ny orona elektronika. hamantarana ny entona169.Na izany aza, ny fampitomboana ny isan'ny sensor mazàna dia mitaky dingana fanamboarana sarotra maro, noho izany dia ilaina ny mitady fomba tsotra hanatsarana ny fahombiazan'ny orona elektronika.Ankoatra izany, ny fanovana ny MOS miaraka amin'ny fitaovana hafa dia mety hampitombo ny fifantenana ny sensor.Ohatra, azo atao ny mamantatra ny H2 noho ny hetsika catalytic tsara an'ny MOS novaina tamin'ny NP Pd.Tao anatin'ny taona vitsivitsy izay, ny mpikaroka sasany dia nanarona ny tampon'ny MOS MOF mba hanatsarana ny fifantenana sensor amin'ny alàlan'ny fanilihana ny habeny171,172.Aingam-panahy avy amin'ity asa ity, ny fampandehanana ara-materialy dia mety hamaha ny olan'ny fifantenana.Na izany aza, mbola betsaka ny asa tokony hatao amin'ny fisafidianana ny fitaovana mety.
Ny fiverimberenan'ny toetran'ny sensor novokarina tao anatin'ny fepetra sy ny fomba mitovy dia fepetra manan-danja iray hafa amin'ny famokarana lehibe sy fampiharana azo ampiharina.Amin'ny ankapobeny, ny fomba centrifugation sy dipping dia fomba mora amin'ny fanamboarana sensor entona avo lenta.Na izany aza, mandritra ireo dingana ireo, ny fitaovana saro-pady dia mirona hitambatra ary ny fifandraisana misy eo amin'ny fitaovana saro-pady sy ny substrate dia lasa malemy68, 138, 168. Vokatr'izany, ny fahatsapana sy ny fahamarinan'ny sensor dia miharatsy be, ary ny fampisehoana dia lasa azo averina.Fomba fanamboarana hafa toy ny sputtering, ALD, pulsed laser deposition (PLD), ary physique deposition deposition (PVD) mamela ny famokarana bilayer na multilayer MOS sarimihetsika mivantana amin'ny modely silisiôma na alumina substrates.Ireo teknika ireo dia misoroka ny fananganana fitaovana saro-pady, miantoka ny famerenan'ny sensor, ary mampiseho ny fahafahan'ny famokarana lehibe amin'ny fakan-tsary manify planar.Na izany aza, ny fahatsapan'ireo sarimihetsika fisaka ireo amin'ny ankapobeny dia ambany lavitra noho ny an'ny akora nanostructured 3D noho ny velaran-tany kelikely manokana ary ambany ny permeability entona41,174.Ny paikady vaovao amin'ny fampitomboana ny heteronanostructures MOS amin'ny toerana manokana amin'ny microarrays voarafitra ary ny fifehezana tsara ny habeny, ny hateviny ary ny morphologie ny fitaovana saro-pady dia tena ilaina amin'ny fanamboarana mora vidy amin'ny sensor-level wafer miaraka amin'ny reproducibility sy fahatsapan-tena.Ohatra, Liu et al.174 dia nanolotra paikady mitambatra ambony sy ambany ho an'ny famoronana kristaly avo lenta amin'ny alàlan'ny fitomboan'ny nanowalls in situ Ni (OH) 2 amin'ny toerana manokana..Wafers ho an'ny microburner.
Ankoatra izany, zava-dehibe ihany koa ny mandinika ny fiantraikan'ny hamandoana amin'ny sensor amin'ny fampiharana azo ampiharina.Ny molekiolan'ny rano dia afaka mifaninana amin'ny molekiola oksizenina ho an'ny tranokala adsorption amin'ny fitaovana sensor ary misy fiantraikany amin'ny andraikitry ny sensor amin'ny entona kendrena.Tahaka ny oksizenina, ny rano dia miasa toy ny molekiola amin'ny alàlan'ny sorption ara-batana, ary mety misy ihany koa amin'ny endrika radika hydroxyl na vondrona hydroxyl amin'ny tobim-pamokarana isan-karazany amin'ny alàlan'ny chemisorption.Ankoatr'izay, noho ny hamandoana avo lenta sy miovaova amin'ny tontolo iainana, ny valin'ny sensor amin'ny entona kendrena dia olana lehibe.Paikady maromaro no novolavolaina hamahana ity olana ity, toy ny entona preconcentration177, fanonerana ny hamandoana ary fomba fiasa cross-reactive178, ary koa ny fomba fanamainana179,180.Na izany aza, ireo fomba ireo dia lafo, sarotra ary mampihena ny fahatsapana ny sensor.Paikady mora vidy maromaro no naroso mba hanakanana ny vokatry ny hamandoana.Ohatra, ny haingo SnO2 amin'ny Pd nanoparticles dia afaka mampiroborobo ny fiovam-po oksizenina adsorbed ho anionika poti, raha functionalizing SnO2 fitaovana miaraka amin'ny avo affinity ho an'ny rano molekiola, toy ny NiO sy CuO, dia fomba roa hisorohana ny hamandoana fiankinan-doha amin'ny rano molekiola..Sensors 181, 182, 183. Fanampin'izany, ny fiantraikan'ny hamandoana dia azo ahena ihany koa amin'ny fampiasana fitaovana hydrophobic mba hamoronana surface hydrophobic36,138,184,185.Na izany aza, mbola eo am-piandohana ny fivoaran'ny sensor entona mahatanty hamandoana, ary ilaina ny paikady mandroso kokoa hamahana ireo olana ireo.
Ho fehin-kevitra, ny fanatsarana ny fahombiazan'ny fitiliana (ohatra, ny fahatsapan-tena, ny fifantenana, ny mari-pana miasa tsara indrindra) dia tratra tamin'ny famoronana heteronanostructures MOS, ary natolotra ny fomba fiasa samihafa nohatsaraina.Rehefa mandinika ny mekanika fandrefesana ny sensor iray manokana dia tsy maintsy raisina koa ny firafitry ny fitaovana.Ny fikarohana amin'ny fitaovana fandrefesana vaovao sy ny fikarohana momba ny paikadin'ny fanamboarana mandroso dia takiana mba hanatsarana bebe kokoa ny fahombiazan'ny sensor entona ary hamahana ireo fanamby sisa tavela amin'ny ho avy.Ho an'ny fanaraha-maso ny toetran'ny sensor dia ilaina ny manangana ara-dalàna ny fifandraisana misy eo amin'ny fomba synthetic amin'ny fitaovana sensor sy ny fiasan'ny heteronanostructures.Ankoatr'izay, ny fandalinana ny fanehoan-kevitry ny ety ivelany sy ny fiovan'ny heterointerfaces amin'ny fampiasana fomba amam-panao maoderina dia afaka manampy amin'ny fanazavana ny fomba fijerin'izy ireo ary manome tolo-kevitra momba ny fampivoarana sensor mifototra amin'ny fitaovana heteronanostructured.Farany, ny fandalinana ny paikady fanamboarana sensor maoderina dia mety hamela ny fanamboarana sensor entona kely amin'ny haavon'ny wafer ho an'ny fampiharana indostrialy.
Genzel, NN et al.Fandinihana lavareny momba ny haavon'ny dioksida azota anaty trano sy ny soritr'aretin'ny taovam-pisefoana amin'ny ankizy voan'ny asthma any an-tanàn-dehibe.Manodidina.Fomba fijery ara-pahasalamana.116, 1428–1432 (2008).
Fotoana fandefasana: Nov-04-2022
