Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng tự đốt nóng nhằm phát triển cảm biến khí trên đế dẻo

Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng tự đốt nóng nhằm phát triển cảm biến khí trên đế dẻo.Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng tự đốt nóng nhằm phát triển cảm biến khí trên đế dẻo.Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng tự đốt nóng nhằm phát triển cảm biến khí trên đế dẻo.Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng tự đốt nóng nhằm phát triển cảm biến khí trên đế dẻo.Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng tự đốt nóng nhằm phát triển cảm biến khí trên đế dẻo.Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng tự đốt nóng nhằm phát triển cảm biến khí trên đế dẻo.Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng tự đốt nóng nhằm phát triển cảm biến khí trên đế dẻo.Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng tự đốt nóng nhằm phát triển cảm biến khí trên đế dẻo.Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng tự đốt nóng nhằm phát triển cảm biến khí trên đế dẻo.Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng tự đốt nóng nhằm phát triển cảm biến khí trên đế dẻo.Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng tự đốt nóng nhằm phát triển cảm biến khí trên đế dẻo.Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng tự đốt nóng nhằm phát triển cảm biến khí trên đế dẻo.Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng tự đốt nóng nhằm phát triển cảm biến khí trên đế dẻo.Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng tự đốt nóng nhằm phát triển cảm biến khí trên đế dẻo.Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng tự đốt nóng nhằm phát triển cảm biến khí trên đế dẻo.Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng tự đốt nóng nhằm phát triển cảm biến khí trên đế dẻo.Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng tự đốt nóng nhằm phát triển cảm biến khí trên đế dẻo.Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng tự đốt nóng nhằm phát triển cảm biến khí trên đế dẻo.Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng tự đốt nóng nhằm phát triển cảm biến khí trên đế dẻo.Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng tự đốt nóng nhằm phát triển cảm biến khí trên đế dẻo.Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng tự đốt nóng nhằm phát triển cảm biến khí trên đế dẻo.Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng tự đốt nóng nhằm phát triển cảm biến khí trên đế dẻo.Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng tự đốt nóng nhằm phát triển cảm biến khí trên đế dẻo.Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng tự đốt nóng nhằm phát triển cảm biến khí trên đế dẻo.

LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan toàn nội dung luận án cơng trình nghiên cứu riêng tác giả hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Văn Duy GS.TS Hugo Minh Hung Nguyen Các số liệu kết luận án hoàn toàn trung thực chưa tác giả khác công bố Hà Nội, ngày 23 tháng 10 năm 2023 TM tập thể hướng dẫn Tác giả PGS.TS Nguyễn Văn Duy Võ Thanh Được i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới tập thể giáo viên hướng dẫn bao gồm PGS.TS Nguyễn Văn Duy GS.TS Hugo Minh Hung Nguyen Hai Thầy đóng góp ý kiến khoa học quý báu, động viên khích lệ, tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận án Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới GS.TS Nguyễn Đức Hòa, PGS.TS Đặng Thị Thanh Lê, PGS.TS Chử Mạnh Hưng, TS Nguyễn Văn Tốn, q Thầy Cơ ln nhiệt tình giúp đỡ, chia sẻ kinh nghiệm gợi mở nhiều ý tưởng quan trọng để thực nghiên cứu luận án Tôi xin cảm ơn nghiên cứu sinh học viên cao học nhóm Cảm biến thiết bị thông minh đồng hành hỗ trợ tơi suốt q trình nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn Trường Vật liệu; Ban Đào tạo - Đại học Bách khoa Hà Nội; Bộ môn Cơ điện tử, khoa Công nghệ thông tin, Trường Đại học Công nghệ GTVT tạo điều kiện cho tập trung học tập nghiên cứu Cuối cùng, tơi xin gửi lời cảm ơn tới tồn thể gia đình, bạn bè, đồng nghiệp ln ln động viên chia sẻ để giúp tơi hồn thành luận án Tác giả Võ Thanh Được ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC HÌNH ẢNH x GIỚI THIỆU CHUNG CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Cảm biến khí đế dẻo dùng vật liệu SMO cấu trúc nano 1.1.1 Các loại đế dẻo polyme 10 1.1.2 Vật liệu SMO hoạt động nhiệt độ phòng/ tự đốt nóng dùng để chế tạo cảm biến khí đế dẻo 12 1.2 Hiện tượng hấp phụ bề mặt vật liệu SMO 13 1.2.1 Hấp phụ vật lý hấp phụ hóa học bề mặt chất rắn 13 1.2.2 Hiện tượng uốn cong vùng lượng chất bán dẫn hấp phụ khí 15 1.2.3 Hiện tượng hấp phụ ôxy bề mặt chế nhạy khí vật liệu SMO nhiệt độ phòng 18 1.3 Vật liệu nhạy khí sở SnO2 ZnO hoạt động nhiệt độ phòng 23 1.3.1 Các cấu trúc nano chiều 24 1.3.2 Cấu trúc màng mỏng 28 1.4 Vật liệu nhạy khí sở SnO2 ZnO biến tính kim loại quý hoạt động nhiệt độ phòng 30 1.4.1 Vật liệu phương pháp 30 iii 1.4.2 Cơ chế nhạy khí nhiệt độ phịng vật liệu SMO biến tính kim loại quý 32 1.5 Vật liệu nhạy khí dùng cấu trúc dị thể vật liệu SMO hoạt động nhiệt độ phòng 34 1.5.1 Cấu trúc dây nano lõi - vỏ 35 1.5.2 Cấu trúc dây nano rẽ nhánh 36 1.5.3 Cơ chế nhạy khí nhiệt độ phòng cấu trúc dị thể 37 1.6 Hiệu ứng Schottky hiệu ứng tự đốt nóng 39 1.6.1 Hiệu ứng Schottky 39 1.6.2 Hiệu ứng tự đốt nóng 42 Kết luận chương 46 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 47 2.1 Quy trình chế tạo chíp điện cực 47 2.1.1 Thực nghiệm chế tạo chíp điện cực đế Si/SiO2 47 2.1.2 Thực nghiệm chế tạo chíp điện cực đế dẻo Kapton 50 2.2 Thực nghiệm chế tạo vật liệu nhạy khí 52 2.2.1 Chế tạo vật liệu thanh/ dây nano ZnO phương pháp thủy nhiệt 52 2.2.2 Chế tạo cấu trúc dây nano rẽ nhánh hai vật liệu ZnO SnO2 theo phương pháp bốc bay nhiệt hệ CVD 56 2.2.3 Chế tạo vật liệu màng mỏng SnO2/Pt phương pháp phún xạ DC 62 2.3 Các phương pháp phân tích hình thái vi cấu trúc vật liệu 63 2.4 Khảo sát tính chất điện tính chất nhạy khí 63 2.4.1 Bộ điều khiển lưu lượng khí MFC 64 2.4.2 Buồng đo thiết bị đo điện trở theo thời gian 64 iv 2.4.3 Máy vi tính thiết bị ngoại vi 65 Kết luận chương 65 CHƯƠNG CẢM BIẾN KHÍ NO2 HOẠT ĐỘNG Ở NHIỆT ĐỘ PHỊNG/ TỰ ĐỐT NĨNG TRÊN CƠ SỞ VẬT LIỆU SnO2 ZnO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN CẢM BIẾN KHÍ TRÊN ĐẾ DẺO 66 3.1 Giới thiệu 66 3.2 Các cấu trúc nano chiều vật liệu ZnO nhạy khí NO2 nhiệt độ phịng 67 3.2.1 Khảo sát hình thái vật liệu 67 3.2.2 Khảo sát vi cấu trúc nano dây nano ZnO 71 3.2.3 Khảo sát đặc trưng nhạy khí cảm biến dùng vật liệu nano dây nano ZnO 73 3.3 Các cấu trúc rẽ nhánh dây nano SnO2 dây nano SnO2 nhạy khí NO2 nhiệt độ phịng 79 3.3.1 Khảo sát vi cấu trúc hình thái cấu trúc rẽ nhánh SnO2 ZnO 80 3.3.2 Khảo sát đặc trưng nhạy khí NO2 nhiệt độ phịng cấu trúc rẽ nhánh dây nano SnO2 ZnO 87 Kết luận chương 97 CHƯƠNG CẢM BIẾN KHÍ HYDRO HOẠT ĐỘNG Ở NHIỆT ĐỘ PHỊNG/ TỰ ĐỐT NĨNG DÙNG VẬT LIỆU MÀNG MỎNG SnO2/Pt CHẾ TẠO TRÊN ĐẾ DẺO KAPTON 98 4.1 Giới thiệu 98 4.2 Khảo sát hình thái vi cấu trúc màng mỏng SnO2/Pt 99 4.2.1 Hình thái bề mặt vật liệu màng mỏng SnO2/Pt 101 4.2.2 Vi cấu trúc vật liệu màng mỏng SnO2/Pt 102 4.2.3 Các thành phần nguyên tố màng mỏng SnO2/Pt 108 v 4.3 Khảo sát hiệu ứng Schottky vật liệu màng mỏng SnO2/Pt 125 4.3.1 Khảo sát đặc trưng I – V cảm biến dùng vật liệu màng mỏng SnO2/Pt theo chiều dày màng 111 4.3.2 Khảo sát đặc trưng nhạy khí H2 nhiệt độ phịng theo chiều dày màng SnO2/Pt sở hiệu ứng Schottky 112 4.3.3 Giải thích chế nhạy khí 121 4.4 Khảo sát hiệu ứng tự đốt nóng vật liệu màng mỏng SnO2/Pt 125 4.4.1 Đặc trưng I – V ảnh nhiệt hồng ngoại vật liệu màng mỏng SnO2/Pt 125 4.4.2 Khảo sát đặc trưng nhạy khí cảm biến SnO2/Pt với H2 sở hiệu ứng tự đốt nóng 128 Kết luận chương 135 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ CỦA LUẬN ÁN 136 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 138 TÀI LIỆU THAM KHẢO 139 vi DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu, viết tắt 0D 1D 2D Ads CNTs CVD DC EDS FE-SEM 10 11 12 FIB HMDS HMTA 13 HR-TEM 14 IoTs 15 ITIMS 16 17 18 19 ITO I-V IR LPG 20 MEMS 21 22 23 24 25 NRs NWs ppb ppm PR Indium Tin Oxide Current-Voltage Infrared Liquefied Petroleum Gas Micro-Electro-Mechanical Systems Nanorods Nanowires Parts per billion Parts per million Photoresist 26 Ra Rair 27 Rg Rgas STT Tên tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt Zero Dimensional One Dimensional Two Dimensional Adsorption Carbon Nanotubes Chemical Vapor Deposition Direct Current Energy-dispersive X-ray Spectroscopy Field Emission Scanning Electron Microscope Focused Ion Beam HexaMethylDiSilazane hexamethylenetetramine High-Resolution Transmission Electron Microscopy (Internet of Things) International Training Institute for Materials Science Không chiều Một chiều Hai chiều Hấp phụ Ống nano carbon Lắng đọng hóa học Dòng điện chiều vii Phổ tán sắc lượng tia X Hiển vi điện tử quét phát xạ trường Chùm iơn hội tụ Chất bám dính HMDS Hexamethylenetetramine Hiển vi điện tử truyền qua phân giải cao Internet vạn vật Viện Đào tạo quốc tế khoa học vật liệu Oxit thiếc inđi Dòng điện – điện áp Hồng ngoại khí dầu mỏ hóa lỏng Hệ vi điện tử Thanh nano Dây nano Một phần tỷ Một phần triệu Chất cảm quang Điện trở cảm biến khơng khí Điện trở cảm biến khí thử 28 29 30 31 32 33 34 35 Rec Res RF RH RFID rGO RPM RT 36 SAED 37 sccm 38 39 40 SCR SEM SMO 41 TEM 42 43 44 45 46 UV VLS VOCs VS XRD 47 XPS Recovery Response Radio Frequency Relative Humidity Radio Frequency Identification reduced Graphene Oxide Revolutions Per Minute Room Temperature Selected Area Electron Diffraction standard cubic centimeters per minute Space Charge Region Scanning Electron Microscope Semiconductor Metal Oxide Transition Electron Microscope Ultraviolet Vapor-Liquid-Solid Volatile Organic Compounds Vapor -Solid X-ray Diffraction X-ray Photoelectron Spectroscopy viii Hồi phục Đáp ứng Tần số vô tuyến Độ ẩm tương đối Nhận dạng tần số vô tuyến Graphen oxit khử Vòng quay/phút Nhiệt độ phòng Nhiễu xạ điện tử lựa chọn vùng Chuẩn khối cm3/phút Vùng điện tích khơng gian Kính hiển vi điện tử qt Oxit kim loại bán dẫn Kính hiển vi điện tử truyền qua Tia cực tím Hơi – lỏng – rắn Hợp chất hữu dễ bay Hơi – Rắn Nhiễu xạ tia X Phổ quang điện tử tia X DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1.1 Một số tính chất vật lý loại đế PET, PEN PI Bảng 1.2 So sánh khác biệt trình hấp phụ vật lý hấp phụ hóa học Bảng 1.3 Thống kê số cơng trình nghiên cứu cảm biến khí nhiệt độ phịng/ tự đốt nóng dùng vật liệu SnO2 ZnO Bảng 1.4 Thống kê số cơng trình nghiên cứu cảm biến khí nhiệt độ phịng/ tự đốt nóng sở vật liệu SnO2 ZnO biến tính kim loại quý Bảng 2.1 Hóa chất dùng cho chế tạo cảm biến phương pháp thủy nhiệt Bảng 2.2 Thông số chế tạo màng mỏng SnO2/Pt phương pháp phún xạ Bảng 3.1 Thống kê giá trị thời gian đáp ứng hồi phục cảm biến nano dây nano ZnO theo nồng độ NO2 điện áp đặt vào cảm biến Bảng 4.1 Thống kê điều kiện chế tạo màng SnO2/Pt theo tỷ lệ phún xạ Ar – O2 điện trở tương ứng cảm biến Bảng 4.2 Kích thước tinh thể SnO2 tính cơng thức Scherrer theo tỷ lệ Ar – O2 Bảng 4.3 Kích thước tinh thể SnO2 tính cơng thức Scherrer với tỷ lệ Ar – O2 1:1 khảo sát theo chiều dày màng SnO2 ix 11 15 24 30 53 62 76 102 105 107 DANH MỤC HÌNH ẢNH Trang Hình 1.1 Cấu tạo chung cảm biến khí hoạt động dựa thay đổi độ dẫn vật liệu SMO Hình 1.2 Hấp phụ vật lý hấp phụ hóa học bề mặt chất rắn Hình 1.3 Mơ hình đơn giản minh họa uốn cong vùng lượng chất bán dẫn sau hấp phụ hóa học ion ơxy vị trí bề mặt vật liệu Hình 1.4 Sơ đồ chế nhạy khí cấu trúc nano SMO loại n đáp ứng khí khử Hình 1.5 Mơ hình hình thành rào biên biên trước sau có khí CO Hình 1.6 Minh họa ba chế phụ thuộc độ dẫn vật liệu bán dẫn vào kích thước hạt Hình 1.7 Thống kê loại vật liệu SMO dùng cho cảm biến khí Hình 1.8 Ảnh SEM nano ZnO đế thủy tinh ảnh nano ZnO chọn hàn dây ngồi Hình 1.9 Ảnh SEM nano ZnO, nano ZnO chụp mặt cắt ngang đế thạch anh thảm ZnO dạng bề mặt đế Hình 1.10 Ảnh FESEM độ phóng đại 100k độ phóng đại 300k, giản đồ nhiễu xạ tia X đặc trưng nhạy khí H2 nhiệt độ phịng màng mỏng SnO2 Hình 1.11 Ảnh SEM cấu trúc dây nano ZnO biến tính hạt Au bề mặt Hình 1.12 Hình minh họa chế nhạy điện tử chế nhạy hóa học Hình 1.13 Ảnh FE-SEM ảnh TEM cấu trúc lõi – vỏ lõi dây nano SnO2 ZnO tổng hợp phương pháp bốc bay nhiệt Hình 1.14 Cấu trúc rẽ nhánh vật liệu ZnO/SnO2 Hình 1.15 Mơ hình chế nhạy khí tiếp xúc dị thể hai bán dẫn loại n Hình 1.16 Mơ hình minh họa chế hình thành tiếp xúc Schottky dây nano n-SMO hạt kim loại xúc tác Hình 1.17 Mơ hình chế nhạy khí cảm biến Schottky Hình 1.18 Cấu tạo cảm biến khí truyền thống Hình 1.19 Mơ hình cảm biến ngun lý hoạt động cảm biến ảnh thực tế cảm biến Hình 2.1 Mơ hình chíp cảm biến khí với điện cực kim loại Pt đế Si/SiO2 cho cảm biến cấu trúc 1-D vật liệu ZnO cho cấu trúc rẽ nhánh x 10 14 17 20 21 22 23 26 27 30 32 34 35 37 38 40 41 43 44 47 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ CỦA LUẬN ÁN Luận án công trình khoa học kết hợp nghiên cứu tìm hiểu lý thuyết với thực nghiệm, bước đầu tác giả thành công việc chế tạo cảm biến khí sở cấu trúc nano vật liệu SMO hoạt động hiệu nhiệt độ phịng Các kết nghiên cứu góp phần hướng tới phát triển hệ cảm biến khí tiết kiệm lượng hơn, nhỏ gọn hơn, an toàn dễ dàng tích hợp vào thiết bị di động đáp ứng yêu cầu thời đại Từ kết nghiên cứu từ luận án, rút số kết luận kiến nghị sau: Kết luận 1.1 Đã chế tạo thành cơng cảm biến khí NO2 hoạt động nhiệt độ phòng dùng cấu trúc nano chiều vật liệu ZnO, cấu trúc nano dây nano ZnO mọc trực tiếp từ điện cực phương pháp thủy nhiệt Các cấu trúc dây nano ZnO có độ kết tinh tốt hồn tồn đơn pha Độ đáp ứng tối ưu 10 ppm khí NO2 1,9 lần điện áp V cấu trúc nano ZnO thấp đáng kể so với 7,5 lần điện áp V cấu trúc dây nano ZnO Thời gian đáp ứng/hồi phục cảm biến dây nano ZnO nói chung ngắn cảm biến cấu trúc nano ZnO Các cấu trúc thanh/ dây nano ZnO chế tạo có tiềm phát triển cảm biến khí đế dẻo 1.2 Đã chế tạo thành công cảm biến khí NO2 hoạt động nhiệt độ phịng dùng cấu trúc rẽ nhánh dây nano ZnO dây nano SnO2 phương pháp bốc bay nhiệt hệ CVD Theo đó, bốn cấu trúc rẽ nhánh chế tạo thành công gồm: SnO2/ZnO, ZnO/SnO2, SnO2/SnO2 ZnO/ZnO Các cấu trúc rẽ nhánh hai vật liệu có độ kết tinh cao hình thái tương đồng Tại nồng độ ppm khí NO2 nhiệt độ phòng, cảm biến rẽ nhánh dị thể cho thấy độ đáp ứng vượt trội, 390 lần cấu trúc SnO2/ZnO 28 lần cấu trúc ZnO/SnO2, hai cấu trúc rẽ nhánh đồng thể cịn lại đáp ứng với khí NO2 nhiệt độ phịng có độ đáp ứng thấp nhiều lần Các cấu trúc rẽ nhánh SnO2 ZnO có tiềm ứng dụng phát triển cảm biến khí đế dẻo 1.3 Chế tạo thành cơng cảm biến khí H2 hoạt động nhiệt độ phịng dùng cấu trúc màng mỏng SnO2 biến tính kim loại Pt phương pháp phún xạ đế 136 dẻo Kapton Các cảm biến khảo sát theo chiều dày màng SnO2 tỉ lệ lưu lượng khí Ar-O2 đưa buồng phún xạ Cảm biến SnO2/Pt với chiều dày SnO2 50 nm tỷ lệ Ar-O2 2:1 phù hợp với khảo sát nhạy khí dựa hiệu ứng tự đốt nóng với độ đáp ứng lớn lần nồng độ 500 ppm khí H2, đồng thời cảm biến đạt công suất cực thấp (89 μW) Trong cảm biến SnO2/Pt với chiều dày SnO2 50 nm tỷ lệ Ar-O2 1:1 phù hợp với khảo sát nhạy khí dựa hiệu ứng Schottky với độ đáp ứng đạt tới 991 lần nồng độ 2000 ppm H2 điện áp 0,7 V 1.4 Luận án đưa quy trình chi tiết để chế tạo chíp điện cực Pt lên đế Silic để tổng hợp cấu trúc nano D vật liệu ZnO cấu trúc rẽ nhánh Đặc biệt quy trình chế tạo chíp điện cực đế dẻo Kapton cho cảm biến dùng vật liệu màng SnO2/Pt Bên cạnh đó, quy trình chế tạo vật liệu chế nhạy khí cảm biến nhiệt độ phòng đúc kết áp dụng giải thích phù hợp cho đặc trưng nhạy khí cấu trúc cảm biến chế tạo Kiến nghị Mặc dù luận án thành công việc chế tạo nhiều cấu trúc nano ứng dụng cho cảm biến nhạy với khí NO2 H2 nhiệt độ phòng phương pháp kỹ thuật đơn giản Tuy nhiên luận án vài kiến nghị: 2.1 Luận án chế tạo cảm biến dạng màng mỏng SnO2/Pt hoạt động nhiệt độ phòng đế dẻo Kapton, nhiên chưa có điều kiện để khảo sát độ biến dạng cảm biến Do đó, nghiên cứu thêm khả biến dạng cảm biến SnO2/Pt đế dẻo hoạt động đa dạng ứng dụng cảm biến lĩnh vực đòi hỏi tính biến dạng, linh hoạt thiết bị 2.2 Các vật liệu cấu trúc nano D cấu trúc rẽ nhánh ZnO SnO2 phát khí NO2 nhiệt độ phịng, nhiên, cần phải nghiên cứu thêm phương pháp phù hợp để đưa vật liệu lên loại đế dẻo mà giữ nguyên tính chất vật liệu 137 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Vo Thanh Duoc, Dang Thi Thanh Le, Nguyen Duc Hoa, Nguyen Van Duy, Chu Manh Hung, Hugo Nguyen, Nguyen Van Hieu, (2019), “New design of ZnO nanorods and nanowires based NO2 room temperature sensors prepared by hydrothermal method", Journal of Nanomaterials, 2019 -1-9 Vo Thanh Duoc, Chu Manh Hung, Hugo Nguyen, Nguyen Van Duy, Nguyen Van Hieu, Nguyen Duc Hoa, (2021), “Room temperature highly toxic NO2 gas sensors based on rootstock/scion nanowires of SnO2/ZnO, ZnO/SnO2, SnO2/SnO2 and, ZnO/ZnO”, Sensors and Actuators: B Chemical, August 25, 2021 Duong Thi Thuy Trang, Vo Thanh Duoc, Nguyen Xuan Thai, Hoang Si Hong, Phung Thi Hong Van, Chu Manh Hung, Nguyen Van Duy, Nguyen Van Hieu, and Nguyen Duc Hoa, (2019), “Hydrogen sensor operating at low temperature using SnO2/Pt thin films” Kỷ yếu, Hội nghị vật lý chất rắn khoa học vật liệu toàn quốc lần thứ 11, 2019, ISBN: 978-604-98-7506-9 Vo Thanh Duoc, Nguyen Xuan Thai, Nguyen Van Duy, Nguyen Van Hieu, (2018), “Fabrication of Hydrogen Gas Sensor Based on SnO2/Pt Thin Film on Polyimide Substrate” – Proceedings, The 9th International Workshop on Advanced Materials Science and Nanotechnology, IWAMSN 2018, 2018, ISBN: 978-604-973012-2 Vo Thanh Duoc, Nguyen Van Hoa, Nguyen Van Duy, Nguyen Van Hieu, (2017), “Room temperature gas sensor based on Polyaniline/carbon nanotubes (Pani/CNTs) nanocomposite for amonia detection”, Tuyển tập báo Hội nghị Vật lý Chất rắn Khoa học Vật liệu Toàn quốc – SPMS 2017, pages 508-511 138 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] G Matthews (1989), “Toxic gases,” Postgrad Med J., vol 65, no 762, pp 224–232 M Kampa and E Castanas (2008), “Human health effects of air pollution” Environmental Pollution, vol 151, no pp 362–367 P S Chauhan and S Bhattacharya (2019), “Hydrogen gas sensing methods, materials, and approach to achieve parts per billion level detection: A review,” Int J Hydrogen Energy, vol 44, no 47, pp 26076–26099 Health and Safety Executive (2020), “List of Workplace Exposure Limits (WELS),” Hse, vol 2002, pp 1–61 Z Yunusa, M N Hamidon, A Kaiser, and Z Awang (2014), “Gas Sensors: A Review,” Sensors and Transducers, vol 168, pp 61–75 A Dey (2018), “Semiconductor metal oxide gas sensors: A review,” Mater Sci Eng B Solid-State Mater Adv Technol., vol 229, no July 2017, pp 206–217 B Saruhan, R Lontio Fomekong, and S Nahirniak (2021), “Review: Influences of Semiconductor Metal Oxide Properties on Gas Sensing Characteristics,” Front Sensors, vol 2, no 4, pp 1–24 X Chen, M Leishman, D Bagnall, and N Nasiri (2021), “Nanostructured gas sensors: From air quality and environmental monitoring to healthcare and medical applications,” Nanomaterials, vol 11, no 8, p 1927 N K Chowdhury and B Bhowmik (2021), “Micro/nanostructured gas sensors: The physics behind the nanostructure growth, sensing and selectivity mechanisms,” Nanoscale Adv., vol 3, no 1, pp 73–93 M A Carpenter, S Mathur, and A Kolmakov (2013), "Metal oxide nanomaterials for chemical sensors" Springer New York, No.QD71-142, p.548 S E Moon, N J Choi, H K Lee, J Lee, and W S Yang (2013), “Semiconductortype MEMS gas sensor for real-time environmental monitoring applications,” ETRI J., vol 35, no 4, pp 617–624 Y.-C Lee, P.-L Yang, C.-I Chang, and W Fang (2018), “Design and Fabrication of MOS Type Gas Sensor with Vertically Integrated Heater Using CMOS-MEMS Technology”, Proceedings of EUROSENSORS 2018, no 2, p 772 C Wang, L Yin, L Zhang, D Xiang, and R Gao (2010), “Metal Oxide Gas Sensors: Sensitivity and Influencing Factors,”, Sensors (Basel, Switzerland), vol 10, pp 2088– 2106 G Korotcenkov and B K Cho (2012), “The role of grain size on the thermal instability of nanostructured metal oxides used in gas sensor applications and approaches for grain-size stabilization,”, Progress in Crystal Growth and Characterization of Materials, vol 58, no pp 167–208 A Rothschild and Y Komem (2004), “The effect of grain size on the sensitivity of nanocrystalline metal-oxide gas sensors,” Journal of Applied Physics, vol 95, no 11 I pp 6374–6380 Y Tang, Y Zhao, and H Liu (2022), “Room-Temperature Semiconductor Gas Sensors: Challenges and Opportunities,” ACS Sensors, vol 7, no 12, pp 3582–3597 S F Liu, A R Petty, G T Sazama, and T M Swager (2015), “Single-Walled carbon 139 [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] nanotube/metalloporphyrin composites for the chemiresistive detection of amines and meat spoilage,” Angew Chemie - Int Ed., vol 54, no 22, pp 6554–6557 I Yakimets et al.(2010), “Polymer substrates for flexible electronics: Achievements and challenges,” Adv Mater Res., vol 93–94, pp 5–8 T Kinkeldei, C Zysset, N Münzenriederand, and G Tröster (2012), “Influence of Flexible Substrate Materials on the Performance of Polymer Composite Gas Sensors,”, IMCS 2012: 14th International Meeting on Chemical Sensors, pp 537– 540 R Alrammouz, J Podlecki, P Abboud, B Sorli, and R Habchi (2018), “A review on flexible gas sensors: From materials to devices,” Sensors Actuators A Phys., vol 284, pp 209–231 S M Majhi, A Mirzaei, H W Kim, S S Kim, and T W Kim (2021), “Recent advances in energy-saving chemiresistive gas sensors: A review,” Nano Energy, vol 79, p 105369 Z Li et al.(2019), “Advances in designs and mechanisms of semiconducting metal oxide nanostructures for high-precision gas sensors operated at room temperature,” Mater Horizons, vol 6, no 3, pp 470–506 Hồ Trường Giang cộng (2020), “Quan điểm Nghiên cứu cảm biến khí phát triển ứng dụng Việt Nam”, Tạp chí lượng nhiệt, ISSN 08683336, tập 153, số 05/2020 Q T Minh Nguyet et al.(2017), “Superior enhancement of NO2 gas response using n-p-n transition of carbon nanotubes/SnO2 nanowires heterojunctions,” Sensors and Actuators, B: Chemical, vol 238 pp 1120–1127 Q Nguyet, N Duy, C Hung, N Duc Hoa, and N Hieu (2018), “Ultrasensitive NO2 gas sensors using hybrid heterojunctions of multi-walled carbon nanotubes and onchip grown SnO2 nanowires,” Appl Phys Lett., vol 112, p 153110 T M Ngoc et al., "Ultralow power consumption gas sensor based on a self-heated nanojunction of SnO2 nanowires,", RSC Advances, vol 8, no 63, pp 36323–36330 T M Ngoc, N Van Duy, N Duc Hoa, C Manh Hung, H Nguyen, and N Van Hieu (2019), “Effective design and fabrication of low-power-consumption self-heated SnO2 nanowire sensors for reducing gases,” Sensors and actuators B, Chemical, vol 295, pp 144–152 T M Ngoc et al.(2019), “Self-heated Ag-decorated SnO2 nanowires with low power consumption used as a predictive virtual multisensor for H2S-selective sensing,” Anal Chim Acta, vol 1069, pp 108-116 H M Tan et al.(2017), “Novel Self-Heated Gas Sensors Using on-Chip Networked Nanowires with Ultralow Power Consumption,”, ACS Appl Mater Interfaces, vol pp 6153–6162 K Nguyen et al (2017), “Low-temperature prototype hydrogen sensors using Pddecorated SnO2 nanowires for exhaled breath applications,” Sensors Actuators B Chem., vol 253, pp 156–163 A Fioravanti and M C Carotta (2020), “Year 2020: A Snapshot of the Last Progress in Flexible Printed Gas Sensors,” Applied Sciences, vol 10, no 5, p 1741 H Zhou, S Li, S Chen, Q Zhang, W Liu, and X Guo (2020), “Enabling Low Cost 140 [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] Flexible Smart Packaging System With Internet-of-Things Connectivity via Flexible Hybrid Integration of Silicon RFID Chip and Printed Polymer Sensors,” IEEE Sens J., vol 20, no 9, pp 5004–5011 S Matindoust, G Farzi, M B Nejad, and M H Shahrokhabadi (2021), “Polymerbased gas sensors to detect meat spoilage: A review,” React Funct Polym., vol 165, p 104962 M Cerchecci, F Luti, A Mecocci, S Parrino, G Peruzzi, and A Pozzebon (2018), “A Low Power IoT Sensor Node Architecture for Waste Management Within Smart Cities Context,”, Sensors, vol 18, no 4, p 1282 M I Ahmad Asri, M Hasan, M Ahmad, Y Yunos, and M S Mohamed Ali (2021), “MEMS Gas Sensors: A Review,” IEEE Sens J., vol 21, no 17, pp 18381 - 18397 C Zhou et al.(2022), “Techniques for wearable gas sensors fabrication,”, Sensors Actuators B Chem., vol 353, p 131133 J K Mirzaei Ali, Hashemi Behrooz (2016), “a-Fe2O3 based nanomaterials as gas sensors,” J Mater Sci Mater Electron., vol 27, pp 3109–3144 A Bag and N E Lee (2021), “Recent Advancements in Development of Wearable Gas Sensors,” Adv Mater Technol., vol 6, no 3, p 2000883 T Wang, Y Guo, P Wan, H Zhang, X Chen, and X Sun (2016), “Flexible Transparent Electronic Gas Sensors,” Small, vol 12, no 28, pp 3748–3756 M R Amirzada, Q Li, and H Hillmer (2021), “Development of optical MEMS-based micromirror arrays on flexible substrate for curvilinear surfaces,” Opt Quantum Electron., vol 53, no 5, p 210 S Bai et al.(2016), “Polyaniline@SnO2 heterojunction loading on flexible PET thin film for detection of NH3 at room temperature,” Sensors Actuators, B Chem., vol 226, pp 540–547 G Korotcenkov (2020), “Current Trends in Nanomaterials for Metal Oxide-Based Conductometric Gas Sensors: Advantages and Limitations Part 1: 1D and 2D Nanostructures.,” Nanomaterials (Basel, Switzerland), vol 10, no 7, p E1392 J.-B Yu et al.(2022), “Preparation of near room temperature gas sensor based on regular octahedral porous ZnO/SnO2 composite,” J Alloys Compd., vol 920, p 165884 Z Li et al.(2018), “Advances in designs and mechanisms of semiconducting metal oxide nanostructures for high-precision gas sensors operated at room-temperature,” Mater Horizons, vol 6, pp 470 - 506 J Li, D Gu, Y Yang, H Du, and X Li (2019), “UV Light Activated SnO2/ZnO Nanofibers for Gas Sensing at Room Temperature,” Front Mater., vol 6, p 158 P Srinivasan, M Ezhilan, A Jayalatha, J Karnam, and J B B Rayappan (2019), “Room temperature chemiresistive gas sensors: challenges and strategies—a mini review,” J Mater Sci Mater Electron., vol 30, no 17, pp 15825 - 15847 J Guo et al.(2021), “Highly Sensitive, Selective, Flexible and Scalable RoomTemperature NO2 Gas Sensor Based on Hollow SnO2/ZnO Nanofibers.,” Molecules, vol 26, no 21, p 6475 A Sharma, A Ahmed, A Singh, S K Oruganti, A Khosla, and S Arya (2021), “Review Recent Advances in Tin Oxide Nanomaterials as Electrochemical/ 141 [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] Chemiresistive Sensors,” J Electrochem Soc., vol 168, no 2, p 027505 Y Kang, F Yu, L Zhang, W Wang, L Chen, and Y Li (2020), “Review of ZnObased nanomaterials in gas sensors,” Solid State Ionics, vol 360, no December 2020, p 115544 Y Kong et al.(2022), “SnO2 nanostructured materials used as gas sensors for the detection of hazardous and flammable gases: A review,” Nano Mater Sci., vol 4, no 4, pp 339–350 A Dey (2018), “Semiconductor metal oxide gas sensors: A review,” Mater Sci Eng B, vol 229, pp 206–217 E Comini, G Faglia, and G Sberveglieri (2009), “Electrical-Based Gas Sensing,” Solid State Gas Sensing pp 1–61 T L Hill (1952), “Theory of Physical Adsorption,” Advances in Catalysis, vol 4, no C pp 211–258 N Aljamali, R Khdur, and I Alfatlawi (2021), “Physical and Chemical Adsorption and its Applications,”, International Journal of Thermodynamics and Chemical Kinetics, vol 7, pp 1–8 R I Masel (1996), “Principles of Adsorption and Reaction on Solid Surfaces,”, Wiley, ISBN: 978-0-471-30392-3 N Aljamali, R Khdur, and I Alfatlawi (2021), “Physical and Chemical Adsorption and its Applications,”, International Journal of Thermodynamics and Chemical Kinetics, vol 7, pp 1–8 H Thomeny Girao (2018), "Pressure-induced disorder in bulk and nanometric SnO2" Material chemistry Université de Lyon English NNT: 2018LYSE1176 https://theses.hal.science/tel-20221972 W Shockley (1939), “On the surface states associated with a periodic potential,” Physical Review, vol 56, no pp 317–323 C H Ahn et al.(2006), “Electrostatic modification of novel materials,” Rev Mod Phys., vol 78, no 4, pp 1185–1212 E Comini, G Faglia, and G Sberveglieri (2009), Solid State Gas Sensing Book, ISBN : 978-0-387-09664-3 M E Franke, T J Koplin, and U Simon (2006), “Metal and metal oxide nanoparticles in chemiresistors: Does the nanoscale matter?,” Small, vol 2, no pp 36–50 N Yamazoe and K Shimanoe (2008), “Theory of power laws for semiconductor gas sensors,” Sensors and Actuators, B: Chemical, vol 128, no pp 566–573 O Lupan et al.(2010), “Selective hydrogen gas nanosensor using individual ZnO nanowire with fast response at room temperature,” Sensors Actuators B Chem., vol 144, no 1, pp 56–66 Q Ren et al.(2020), “Review—Resistive-Type Hydrogen Sensors Based on Zinc Oxide Nanostructures,” J Electrochem Soc., vol 167, p 67528 A Oprea, D Degler, N Barsan, A Hemeryck, and J Rebholz (2019), “Basics of semiconducting metal oxide–based gas sensors,” Metal Oxides, pp 61–165 W Li et al.(2015), “Enhanced ethanol sensing performance of hollow ZnO – SnO2 core – shell nanofibers,” Sensors Actuators B Chem., vol 211, pp 392–402 142 [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] Z Li et al (2019), “Advances in designs and mechanisms of semiconducting metal oxide nanostructures for high-precision gas sensors operated at room temperature,” Mater Horizons, vol.6, pp 470 - 506 H Ji, W Zeng, and Y Li (2019), “Gas sensing mechanisms of metal oxide semiconductors: a focus review,” Nanoscale, vol 11, no 47, pp 22664–22684 J G Webster, G Neri, and N Donato (2016), “Resistive Gas Sensors,” Wiley Encycl Electr Electron Eng., no 3, pp 1–12 C Wang, X Chu, and M Wu (2006), “Detection of H2S down to ppb levels at room temperature using sensors based on ZnO nanorods,” Sensors and Actuators, B: Chemical, vol 113, no pp 320–323 G Jiménez-Cadena, J Riu, and F X Rius (2007), “Gas sensors based on nanostructured materials,” Analyst, vol 132, no 11, pp 1083–1099 K K Markose, R Anjana, and M K Jayaraj (2020), “Upconversion Nanophosphors: An Overview.” Nanostructured Metal Oxides and Devices, pp 47–102 P Shankar and J B B Rayappan (2017), “Monomer: Design of ZnO Nanostructures (Nanobush and Nanowire) and Their Room-Temperature Ethanol Vapor Sensing Signatures.,” ACS Appl Mater Interfaces, vol 9, no 43, pp 38135–38145 J Wang, S Fan, Y Xia, C Yang, and S Komarneni (2020), “Room-temperature gas sensors based on ZnO nanorod/Au hybrids: Visible-light-modulated dual selectivity to NO2 and NH3,” J Hazard Mater., vol 381, p 120919 J D Prades et al.(2009), “Equivalence between thermal and room temperature UV light-modulated responses of gas sensors based on individual SnO2 nanowires,” Sensors Actuators B Chem., vol 140, no 2, pp 337–341 M N Cardoza-Contreras, J M Romo-Herrera, L A Ríos, R García-Gutiérrez, T A Zepeda, and O E Contreras (2015), “Single ZnO Nanowire-Based gas sensors to detect low concentrations of hydrogen,” Sensors (Switzerland), vol 15, no 12 pp 30539–30544 J J Hassan, M A Mahdi, C W Chin, H Abu-Hassan, and Z Hassan (2013), “A high-sensitivity room-temperature hydrogen gas sensor based on oblique and vertical ZnO nanorod arrays,” Sensors Actuators B Chem., vol 176, pp 360–367 O Lupan, G Chai, and L Chow (2008), “Novel hydrogen gas sensor based on single ZnO nanorod,” Microelectron Eng., vol 85, no 11, pp 2220–2225 M B Rahmani et al.(2011), “Gas Sensing Properties of Interconnected ZnO Nanowires,” Sens Lett., vol 9, pp 929–935 A Sharma, M Tomar, and V Gupta (2011), “SnO2 thin film sensor with enhanced response for NO2 gas at lower temperatures,” Sensors Actuators B Chem., vol 156, no 2, pp 743–752 I H Kadhim, H A Hassan, and Q N Abdullah (2016), “Hydrogen Gas Sensor Based on Nanocrystalline SnO2 Thin Film Grown on Bare Si Substrates.,” Nanomicro Lett., vol 8, no 1, pp 20–28 M Abinaya, R Pal, and M Sridharan (2019), “Highly sensitive room temperature hydrogen sensor based on undoped SnO2 thin films,” Solid State Sci., vol 95, p 105928 Z Wang, L Zhu, S Sun, J Wang, and W Yan (2021), “One-Dimensional 143 Nanomaterials in Resistive Gas Sensor: From Material Design to Application,” Chemosensors, vol 9, p 198 [84] M Tonezzer, T T Le Dang, N Bazzanella, V H Nguyen, and S Iannotta (2015), “Comparative gas-sensing performance of 1D and 2D ZnO nanostructures,” Sensors Actuators, B Chem., vol 220, pp 1152–1160 [85] C R K Marrian and D M Tennant (2003), “Nanofabrication,” J Vac Sci Technol A, vol 21, no 5, pp 207–215 [86] R Devan, R Patil, J.-H Lin, and Y.-R Ma (2012), “One-Dimensional Metal-Oxide Nanostructures: Recent Developments in Synthesis, Characterization, and Applications,” Adv Funct Mater., vol 22, pp 3326–3370 [87] J Huang and Q Wan (2009), “Gas sensors based on semiconducting metal oxide one-dimensional nanostructures,” Sensors, vol 9, no 12, pp 9903–9924 [88] Y Dan, S Evoy, and A T C Johnson (2009), “Gas sensing properties of single conducting polymer nanowires and the effect of temperature,” Nanotechnology, vol 20, no 43, p 434014 [89] A Alsultan (2021), “A Review on Nanorods - An Overview from Synthesis to Emerging, Device Applications and Toxicity,” Orient J Chem., vol 37, no 2, pp 256 - 268 [90] E Comini (2020), “Metal oxides nanowires chemical/gas sensors: recent advances,” Mater Today Adv., vol 7, p 100099 [91] Billel Salhi (2020), “Nanowires- Synthesis, Applications and Challenges”, Journal of biosensors & renewable sources, vol 1, no [92] O Lupan, G Chai, and L Chow (2008), “Novel hydrogen gas sensor based on single ZnO nanorod,” Microelectron Eng., vol 85, no 11, pp 2220–2225 [93] J J Hassan, M A Mahdi, C W Chin, H Abu-Hassan, and Z Hassan (2012), “Room-temperature hydrogen gas sensor with ZnO nanorod arrays grown on a quartz substrate,” Phys E Low-dimensional Syst Nanostructures, vol 46, pp 254– 258 [94] T Kondo et al.(2017), “Room temperature ethanol sensor based on ZnO prepared via laser ablation in water,” Jpn J Appl Phys., vol 56, no 8, p 80304 [95] L Oleg et al (2009), “Selective hydrogen gas nanosensor using individual ZnO nanowire with fast response at room temperature,” Sensors Actuators B Chem., vol 144, pp 56–66 [96] Naoyoshi Taguchi (1972), "Gas-detecting device", United States Patent, 3631436 [97] I H Kadhim, H A Hassan, and F T Ibrahim (2020), “Hydrogen gas sensing based on nanocrystalline SnO2 thin films operating at low temperatures,” Int J Hydrogen Energy, vol 45, no 46, pp 25599–25607 [98] X.-J Huang and Y.-K Choi (2007), “Chemical sensors based on nanostructured materials,” Sensors Actuators B Chem., vol 122, no 2, pp 659–671 [99] X Chen, C K Y Wong, C A Yuan, and G Zhang (2013), “Nanowire-based gas sensors,” Sensors Actuators B Chem., vol 177, pp 178–195 [100] N S Ramgir, Y Yang, and M Zacharias (2010), “Nanowire-Based Sensors,” Small, vol 6, no 16, pp 1705–1722 [101] Wang, Yale (2016), "Room Temperature Gas Sensing Using Pure and Modified Metal 144 [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] Oxide Nanowires" Theses and Dissertations.1223, https://dc.uwm.edu/etd/1223 Z Chen et al.(2019), “Hydrogen sensors based on Pt-decorated SnO2 nanorods with fast and sensitive room-temperature sensing performance,” J Alloys Compd., vol 811, p 152086 T.-R Rashid, D.-T Phan, and G.-S Chung (2013), “A flexible hydrogen sensor based on Pd nanoparticles decorated ZnO nanorods grown on polyimide tape,” Sensors Actuators B Chem., vol 185, pp 777–784 C Shao, Y Chang, and Y Long (2014), “High performance of nanostructured ZnO film gas sensor at room temperature,” Sensors Actuators B Chem., vol 204, pp 666– 672 O Lupan, V Postica, T Pauporté, B Viana, M.-I Terasa, and R Adelung (2019), “Room temperature gas nanosensors based on individual and multiple networked Aumodified ZnO nanowires,” Sensors Actuators B Chem., vol 299, p 126977 R Sonker, A Sharma, M Tomar, B Yadav, and V Gupta (2014), “Nanocatalyst (Pt, Ag and CuO) Doped SnO2 Thin Film Based Sensors for Low Temperature Detection of NO2 Gas,” Adv Sci Lett., vol 20, pp 1374–1377 N S Ramgir et al.(2010), “Sub-ppm H2S sensing at room temperature using CuO thin films,” Sensors Actuators B Chem., vol 151, no 1, pp 90–96 J Wang, S Fan, Y Xia, C Yang, and S Komarneni (2020), “Room-temperature gas sensors based on ZnO nanorod/Au hybrids: Visible-light-modulated dual selectivity to NO2 and NH3”, J Hazard Mater., vol 381, p 120919 N A A A., R K Kampara, P K Rai, and B G Jeyaprakash (2018), “Gold functionalized ZnO nanowires as a fast response/recovery ammonia sensor,” Appl Surf Sci., vol 449, pp 244–249 N Yamazoe, Y Kurokawa, and T Seiyama (1983), “Effects of additives on semiconductor gas sensors,”, Sensors and Actuators, vol 4, pp 283–289 C Wang et al.(2021), “In-situ generated TiO2/α-Fe2O3 heterojunction arrays for batch manufacturing of conductometric acetone gas sensors,” Sensors Actuators B Chem., vol 340, p 129926 P A Russo et al.(2012), “Room-temperature hydrogen sensing with heteronanostructures based on reduced graphene oxide and tin oxide,” Angew Chemie - Int Ed., vol 51, no 44, pp 11053–11057 Y Xu, L Zheng, C Yang, W Zheng, X Liu, and J Zhang (2020), “Chemiresistive sensors based on core-shell ZnO@TiO2 nanorods designed by atomic layer deposition for n-butanol detection,” Sensors Actuators B Chem., vol 310, p 127846 D Zappa, V Galstyan, N Kaur, H M M Munasinghe Arachchige, O Sisman, and E Comini (2018), “Metal oxide -based heterostructures for gas sensors’- A review,” Anal Chim Acta, vol 1039, pp 1–23 S W Choi, A Katoch, G J Sun, and S S Kim (2013), “Synthesis and gas sensing performance of ZnO-SnO2 nanofiber-nanowire stem-branch heterostructure,” Sensors Actuators, B Chem., vol 181, pp 787–794 S S Kim, S W Choi, H G Na, D S Kwak, Y J Kwon, and H W Kim (2013), “ZnO-SnO2 branch-stem nanowires based on a two-step process: Synthesis and sensing capability,” Curr Appl Phys., vol 13, no 3, pp 526–532 145 [117] S Park et al.(2016), “ZnO-core/ZnSe-shell nanowire UV photodetector,” J Alloys Compd., vol 658, pp 459–464 [118] T Tharsika, A S M A Haseeb, S A Akbar, and M F M Sabri (2014), “Catalyst free single-step fabrication of SnO2/ZnO core – shell nanostructures,” Ceram Int., vol 40, no 5, pp 7601–7605 [119] S Park, S An, Y Mun, and C Lee (2013), “UV-enhanced NO2 gas sensing properties of SnO2-core/ZnO-shell nanowires at room temperature,” ACS Appl Mater Interfaces, vol 5, no 10, pp 4285–92 [120] D Zappa, V Galstyan, N Kaur, H M M Munasinghe Arachchige, O Sisman, and E Comini (2018), “Metal oxide -based heterostructures for gas sensors’- A review,” Anal Chim Acta, vol 1039, pp 1–23 [121] S.-W Choi, A Katoch, G.-J Sun, and S S Kim (2013), “Synthesis and gas sensing performance of ZnO–SnO2 nanofiber–nanowire stem-branch heterostructure,” Sensors Actuators B Chem., vol 181, pp 787–794 [122] A Zhong, T Sasaki, and K Hane (2014), “Platinum/porous GaN nanonetwork metal-semiconductor Schottky diode for room temperature hydrogen sensor,” Sensors Actuators A Phys., vol 209, pp 52–56 [123] H Kwon, Y Lee, S Hwang, and J K Kim (2017), “Highly-sensitive H2 sensor operating at room temperature using Pt/TiO2 nanoscale Schottky contacts,” Sensors Actuators B Chem., vol 241, pp 985–992 [124] A Kolmakov, D O Klenov, Y Lilach, S Stemmer, and M Moskovits (2005), “Enhanced gas sensing by individual SnO2 nanowires and nanobelts functionalized with Pd catalyst particles.,” Nano Lett., vol 5, no 4, pp 667–673 [125] Nguyễn Văn Hiếu (2015), "Cảm biến khí dây nano ôxít kim loại bán dẫn”, NXB BÁCH KHOA HÀ NỘI, ISBN: 978–604–938–541–4 [126] A Salehi (2003), “A highly sensitive self heated SnO2 carbon monoxide sensor,” vol 96, no April, pp 88–93 [127] J Yoon and J Kim (2011), “Study on the MEMS-type gas sensor for detecting a nitrogen oxide gas,” Solid State Ionics, vol 192, no 1, pp 668–671 [128] J Ahn, J Yun, and D Moon (2015), “Self-heated silicon nanowires for high performance hydrogen gas detection,” Nanotechnology, vol 26, no 9, pp 95501 [129] C Fàbrega, O Casals, F Hernández-Ramírez, and J D Prades (2018), “A review on efficient self-heating in nanowire sensors: Prospects for very-low power devices,” Sensors Actuators, B Chem., vol 256, pp 797–811 [130] T F Choo, N U Saidin, and K Y Kok (2018), “A novel self-heating zinc oxide/ indium tin oxide based hydrogen gas sensor : Dual sensing mode of hydrogen gas detection,” Chem Phys Lett., vol 713, no August, pp 180–184 [131] J.-H Kim, A Mirzaei, H W Kim, and S S Kim (2018), “Low power-consumption CO gas sensors based on Au-functionalized SnO2-ZnO core-shell nanowires,” Sensors Actuators B Chem., vol 267, pp 597–607 [132] E Strelcov, S Dmitriev, B Button, J Cothren, V Sysoev, and A Kolmakov (2008), “Evidence of Self-Heating Effect on Surface Reactivity and Gas Sensing of Metal Oxide Nanowire Chemiresistors,” Nanotechnology, vol 19, p 355502 [133] M Khalil, J Yu, N Liu, and R L Lee (2014), “Hydrothermal synthesis, 146 [134] [135] [136] [137] [138] [139] [140] [141] [142] [143] [144] [145] [146] [147] [148] characterization, and growth mechanism of hematite nanoparticles,” Journal of Nanoparticle Research, vol 16, no 4, p 2362 A B Djurisic, Y Y Xi, Y F Hsu, and W K Chan (2007), “Hydrothermal synthesis of nanostructures.,” Recent Pat Nanotechnol., vol 1, no 2, pp 121–128 M Jiao et al (2018), “Comparison of NO2 gas-sensing properties of three different ZnO nanostructures synthesized by On-Chip low-temperature hydrothermal growth,” J Electron Mater., vol 47, no 1, pp 785–793 D Yangnoi, M Hengwattana, M Horprathum, P Bintachitt, and P L Limnonthakul (2016), “Influence of Various Precursor Compositions and Substrate Angles on ZnO Nanorod Morphology Growth by Aqueous Solution Method,” J Math Fundam Sci., vol 48, no 1, pp 48–54 S Shaziman, A S Ismailrosdi, M H Mamat, and A S Zoolfakar (2015), “Influence of growth time and temperature on the morphology of ZnO Nanorods via hydrothermal,” IOP Conf Ser Mater Sci Eng., vol 99, no Yamazaki (2011), “Formation of Oxide Nanowires by Thermal Evaporation and Their Application to Gas Sensors,”, ISBN 978-953-51-4488-5, chapter M Kraft et al.(2005), “The German view: Effects of nitrogen dioxide on human health – derivation of health-related short-term and long-term values,” Int J Hyg Environ Health, vol 208, no 4, pp 305–318 C Zhang, Y Luo, J Xu, and M Debliquy (2019), “Room temperature conductive type metal oxide semiconductor gas sensors for NO2 detection,” Sensors Actuators A Phys., vol 289, pp 118–133 S Ying et al.(2021), “Highly-sensitive NO2 gas sensors based on three-dimensional nanotube graphene and ZnO nanospheres nanocomposite at room temperature,” Appl Surf Sci., vol 566, p 150720 B Zhang et al.(2022), “High-Performance Room-Temperature NO2 Gas Sensor Based on Au-Loaded SnO2 Nanowires under UV Light Activation,” Nanomaterials, vol 12, no 22, p 4062 M Šetka, M Claros, O Chmela, and S Vallejos (2021), “Photoactivated materials and sensors for NO2 monitoring,” J Mater Chem C, vol 9, no 47, pp 16804–16827 H Van Han, N D Hoa, P Van Tong, H Nguyen, and N Van Hieu (2013), “Singlecrystal zinc oxide nanorods with nanovoids as highly sensitive NO2 nanosensors,” Mater Lett., vol 94, pp 41–43 V Strano et al.(2014), “Double Role of HMTA in ZnO Nanorods Grown by Chemical Bath Deposition,” J Phys Chem C, vol 118, pp 28189–28195 J Park et al.(2014), “ZnO nanorod matrix based electrochemical immunosensors for sensitivity enhanced detection of Legionella pneumophila,” Sensors Actuators, B Chem., vol 200, pp 173–180 N Quy, V Quy, T Minh, V Luan, V Hung, and N Hieu (2011), “Gas sensing properties at room temperature of a quartz crystal microbalance coated with ZnO nanorods,” Sensors Actuators B, vol 153, no 1, pp 188-193 C Gu, L Shanshan, J Huang, C Shi, and J Liu (2013), “Preferential growth of long ZnO nanowires and its application in gas sensor,” Sensors Actuators, B Chem., vol 177, pp 453–459 147 [149] M Carpenter, Michael A.; Mathur, Sanjay; Kolmakov, Andrei (2013), Metal Oxide Nanomaterials for Chemical Sensors, Springer, ISBN: 978-1-4614-5394-9 [150] F Yan, Y Wang, J Zhang, Z Lin, J Zheng, and F Huang (2014), “Schottky or Ohmic metal-semiconductor contact: Influence on photocatalytic efficiency of Ag/ZnO and Pt/ZnO model systems,” ChemSusChem, vol 7, no pp 101–104 [151] Q T Minh Nguyet et al (2017), “Superior enhancement of NO2 gas response using n-p-n transition of carbon nanotubes/SnO2 nanowires heterojunctions,” Sensors Actuators, B Chem., vol 238, no 2, pp 1120–1127 [152] C S Ho, S Banerjee, J P Roszell, and B E Koel (2013), “Alloy formation and chemisorption at Cu/Pt(111) bimetallic surfaces using alkali ISS, XPD, and TPD,” Surf Sci., vol 617, no 111, pp 192–198 [153] J H Kim, A Mirzaei, H W Kim, and S S Kim (2019), “Low-voltage-driven sensors based on ZnO nanowires for Room-Temperature detection of NO2 and CO gases,” ACS Applied Materials and Interfaces, vol 11, no 27 pp 24172–24183 [154] J Xuan et al (2020), “Low-temperature operating ZnO-based NO2 sensors: A review,” RSC Adv., vol 10, no 65, pp 39786–39807 [155] C T Quy et al.(2018), “C2H5OH and NO2 sensing properties of ZnO nanostructures: correlation between crystal size, defect level and sensing performance.,” RSC Adv., vol 8, no 10, pp 5629–5639 [156] K S Choi, S Park, and S.-P Chang (2017), “Enhanced ethanol sensing properties based on SnO2 nanowires coated with Fe2O3 nanoparticles,” Sensors Actuators B Chem., vol 238, pp 871–879 [157] D T Thanh Le et al.(2013), “Facile synthesis of SnO2-ZnO core-shell nanowires for enhanced ethanol-sensing performance,” Curr Appl Phys., vol 13, no 8, pp 1637– 1642 [158] T Tharsika, A S M A Haseeb, S A Akbar, M F aizul M Sabri, and W Y ew Hoong (2014), “Enhanced ethanol gas sensing properties of SnO2-core/ZnO-shell nanostructures,” Sensors (Basel)., vol 14, no 8, pp 14586–14600 [159] L Zheng et al.(2009), “Network structured SnO2/ZnO heterojunction nanocatalyst with high photocatalytic activity.,” Inorg Chem., vol 48, no 5, pp 1819–1825 [160] Y Cho and C Lee (2015), “Decoration of Co nanoparticles on ZnO-branched SnO2 nanowires to enhance gas sensing” Sensors Actuators B Chem., vol 219, pp 22-29 [161] I Hwang et al.(2010), “Synthesis and gas sensing characteristics of highly crystalline ZnO – SnO2 core – shell nanowires,”, Sensors and Actuators B : Chemical, vol 148, pp 595–600 [162] S Park, S An, H Ko, C Jin, and C Lee (2012), “Enhanced Gas Sensing Properties of Bi2O3-Core/In2O3-Shell Nanorod Gas Sensors,” Bull Korean Chem Soc, vol 33, no 10, pp 3368–3372 [163] M Tonezzer and N V Hieu (2012), “Size-dependent response of single-nanowire gas sensors,” Sensors Actuators, B Chem., vol 163, no 1, pp 146–152 [164] P E Dodds et al.(2015), “Hydrogen and fuel cell technologies for heating: A review,” Int J Hydrogen Energy, vol 40, no 5, pp 2065–2083 [165] S Phanichphant (2014), “Semiconductor Metal Oxides as Hydrogen Gas Sensors,” Procedia Eng., vol 87, pp 795–802 148 [166] H Kwon, Y Lee, S Hwang, and J K Kim (2017), “Sensors and Actuators B : Chemical Highly-sensitive H2 sensor operating at room temperature using Pt/TiO2 nanoscale Schottky contacts,” Sensors & Actuators: B Chemical, vol 241 pp 985– 992 [167] H Gu, Z Wang, and Y Hu (2012), Hydrogen Gas Sensors Based on Semiconductor Oxide Nanostructures, Sensors, vol 12, no 5, pp 5517-5550 [168] Z Cai and S Park (2020), “Synthesis of Pd nanoparticle-decorated SnO2 nanowires and determination of the optimum quantity of Pd nanoparticles for highly sensitive and selective hydrogen gas sensor,” Sensors Actuators, B Chem., vol 322, p 128651 [169] H Zhou et al.(2022), “Reversible room temperature H2 gas sensing based on selfassembled cobalt oxysulfide,” Sensors, vol 22, no 1, p 303 [170] N X Thai, N Van Duy, N Van Toan, C M Hung, N Van Hieu, and N D Hoa (2020), “Effective monitoring and classification of hydrogen and ammonia gases with a bilayer Pt/SnO2 thin film sensor,” International Journal of Hydrogen Energy, vol 45, no pp 2418–2428 [171] H Ahn, J H Noh, S.-B Kim, R Overfelt, Y.-S Yoon, and D.-J Kim (2010), “Effect of annealing and argon-to-oxygen ratio on sputtered SnO2 thin film sensor for ethylene gas detection,” Mater Chem Phys., vol 124, pp 563–568 [172] M Batzill and U Diebold (2005), “The surface and materials science of tin oxide,” Prog Surf Sci., vol 79, no 2–4, pp 47–154 [173] A Vázquez-López, D Maestre, J Ramírez-Castellanos, and A Cremades (2021), “In situ local oxidation of sno induced by laser irradiation: A stability study,” Nanomaterials, vol 11, no 4, p 976 [174] J S Dias, F R M Batista, R Bacani, and E R Triboni (2020), “Structural characterization of SnO nanoparticles synthesized by the hydrothermal and microwave routes,” Sci Rep., vol 10, no 1, pp 1–11 [175] A Sadeghzade-Attar and M Bafandeh (2018), “The effect of annealing temperature on the structure and optical properties of well-aligned 1D SnO2 nanowires synthesized using template-assisted deposition,” CrystEngComm, vol 20, no 4, pp 460-469 [176] S Laghrib, H Amardjia-Adnani, D Abdi, and J M Pelletier (2008), “Tin oxide thin layers obtained by vacuum evaporation of tin and annealing under oxygen flow,” Vacuum, vol 82, no 8, pp 782–788 [177] M Zheng, J Ni, F Liang, M.-C Wang, and X Zhao (2016), “Effect of annealing temperature on the crystalline structure, growth behaviour and properties of SnO2:Sb thin films prepared by radio frequency (RF)-magnetron sputtering,” J Alloys Compd., vol 663, pp 371–378 [178] B D Cullity and Notre Dame (1994), “Elements of diffraction quasi-optics,” Avtometriya, no pp 110–120 [179] V V Sysoev, J Goschnick, T Schneider, E Strelcov, and A Kolmakov (2007), “A gradient microarray electronic nose based on percolating SnO2 nanowire sensing elements,” Nano Letters, vol 7, no 10 pp 3182–3188 [180] M A Stranick and A Moskwa (1993), “SnO2 by XPS,” Surf Sci Spectra, vol 2, no 1, pp 50–54 149 [181] D Barreca, S Garon, E Tondello, and P Zanella (2000), “SnO2 Nanocrystalline Thin Films by XPS,” Surf Sci Spectra, vol 7, no 2, pp 81–85 [182] X T Yin et al.(2019), “A highly sensitivity and selectivity Pt-SnO2 nanoparticles for sensing applications at extremely low level hydrogen gas detection,” J Alloys Compd., vol 805, pp 229–236 [183] A Gross (1998), “Hydrogen dissociation on metal surfaces – a model system for reactions on surfaces,” Appl Phys A, vol 67, no 6, pp 627–635 [184] A Bouzoubaa, A Markovits, M Calatayud, and C Minot (2005), “Comparison of the reduction of metal oxide surfaces: TiO2-anatase, TiO2-rutile and SnO2-rutile,” Surf Sci., vol 583, no 1, pp 107–117 [185] A K Singh, A Janotti, M Scheffler, and C G Van de Walle (2008), “Sources of electrical conductivity in SnO2.”, Phys Rev Lett., vol 101, no 5, p 55502 [186] N D Chinh, N Van Toan, V Van Quang, N Van Duy, and N D Hoa (2014), “Sensors and Actuators B : Chemical Comparative NO2 gas-sensing performance of the self-heated individual , multiple and networked SnO2 nanowire sensors fabricated by a simple process,” Sensors Actuators B Chem., vol 201, no 2, pp 7–12 [187] C C Cheng et al (2004), “Hydrogen sensing characteristics of Pd-and Pt-Al0.3Ga 0.7As metal-semiconductor (MS) Schottky diodes,” Semicond Sci Technol., vol 19, no 6, pp 778–782 [188] U Roland and F Roessner (1997), “A new model on the nature of spilt-over hydrogen,” Stud Surf Sci Catal., vol 112, pp 191–200 [189] L F Zhu et al.(2011), “Self-heated hydrogen gas sensors based on Pt-coated W18O49 nanowire networks with high sensitivity, good selectivity and low power consumption,” Sensors Actuators, B Chem., vol 153, no 2, pp 354–360 150