Nghiên cứu biến tính dây nano SnO2, WO3 nhằm ứng dụng cho cảm biến khí H2S và NO2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHÙNG THỊ HỒNG VÂN NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH DÂY NANO SnO2, WO3 NHẰM ỨNG DỤNG CHO CẢM BIẾN KHÍ H2S VÀ NO2 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU Hà Nội – 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHÙNG THỊ HỒNG VÂN NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH DÂY NANO SnO2, WO3 NHẰM ỨNG DỤNG CHO CẢM BIẾN KHÍ H2S VÀ NO2 Chuyên ngành: Vật liệu điện tử Mã số: 62440123 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS NGUYỄN VĂN HIẾU Hà Nội – 2016 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin bày tỏ lòng kính trọng biết ơn sâu sắc tới GS TS Nguyễn Văn Hiếu, người Thầy hết lòng hướng dẫn, dìu dắt giúp đỡ trình học tập, nghiên cứu thực luận án Tôi xin chân thành cảm ơn PGS TS Nguyễn Đức Hòa, TS Nguyễn Văn Duy, TS Vũ Văn Quang, TS Đặng Thị Thanh Lê ThS Nguyễn Văn Toán tập thể thầy cô giáo cán thuộc Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Phát triển Ứng dụng Cảm biến Nano (iSensors), Viện Đào tạo Quốc tế Khoa học Vật liệu (ITIMS) tận tình bảo, động viên, giúp đỡ đóng góp ý kiến khoa học bổ ích cho thời gian thực đề tài Tôi xin cảm ơn nghiên cứu sinh học viên cao học nhóm iSensors hỗ trợ nghiên cứu làm thí nghiệm thực luận án Tôi xin chân thành cảm ơn Viện Đào tạo Quốc tế Khoa học Vật liệu nói riêng Trường Đại học Bách khoa Hà Nội nói chung tạo điều kiện thuận lợi cho hoàn thành trình học tập nghiên cứu thực đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn Khoa Khoa học Đại cương nói riêng Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội nói chung động viên tạo điều kiện cho hoàn thành nhiệm vụ Lời cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể gia đình, bạn bè đồng nghiệp động viên, hỗ trợ chia sẻ với để hoàn thành luận án Nội dung nghiên cứu luận án nắm khuông khổ thực tài trợ Quỹ Phát triển Khoa học Công nghệ Quốc gia (Nafosted) mã số 103.02.2014.18 Dự án chương trình sáng kiến nghiên cứu VLIR-UOS under code ZEIN2012RIP20 Tác giả Phùng Thị Hồng Vân LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tác giả hướng dẫn GS TS Nguyễn Văn Hiếu Các số liệu kết luận án trung thực chưa khác công bố công trình Hà Nội, ngày 24 tháng năm 2016 Giáo viên hướng dẫn Tác giả GS TS Nguyễn Văn Hiếu Phùng Thị Hồng Vân MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ LỜI NÓI ĐẦU 16 Chương 1: TỔNG QUAN 21 1.1 Mở đầu 21 1.2 Các phương pháp biến tính dây nano cho cảm biến khí 21 1.2.1 Các phương pháp biến tính vật lý 22 1.2.2 Các phương pháp biến tính hóa học 27 1.3 Phân loại cảm biến khí dây nano biến tính 29 1.3.1 Cảm biến khí dây nano biến tính với hạt nano kim loại 29 1.3.2 Cảm biến khí dây nano biến tính với oxit khác loại hạt tải 35 1.3.3 Cảm biến khí dây nano biến tính với oxit loại hạt tải 40 1.4 Kết luận chương 43 Chương 2: THỰC NGHIỆM 44 2.1 Vật liệu nghiên cứu 44 2.2 Thiết bị nghiên cứu 44 2.2.1 Hệ bốc bay nhiệt nằm ngang 44 2.2.2 Hệ đo đặc trưng nhạy khí 45 2.2.3 Các thiết bị khảo sát hình thái cấu trúc 47 2.2.4 Các thiết bị dùng công nghệ chế tạo linh kiện 47 2.3 Nghiên cứu chế tạo cảm biến dây nano SnO2 WO3 47 2.3.1 Chế tạo cảm biến dây nano SnO2 WO3 dạng màng đế Al2O3 48 2.3.2 Chế tạo cảm biến dây nano SnO2 WO3 dạng bắc cầu đế Si/SiO2 49 2.3.3 Nghiên cứu mọc dây nano SnO2 WO3 51 2.4 Biến tính dây nano SnO2 WO3 53 2.4.1 Biến tính vật liệu dây nano SnO2 với CuO NiO 53 2.4.2 Biến tính vật liệu dây nano WO3 với RuO2 55 2.5 Kết luận chương 56 Chương 3: CẢM BIẾN KHÍ H2S TRÊN CƠ SỞ DÂY NANO SnO2 BIẾN TÍNH 57 3.1 Mở đầu 57 3.2 Cảm biến dây nano SnO2 biến tính với CuO 58 3.2.1 Hình thái, cấu trúc dây nano trước sau biến tính 59 3.2.2 Đặc trưng hồi đáp với khí H2S cảm biến dây nano trước sau biến tính 60 3.2.3 Ảnh hưởng nhiệt độ đến độ đáp ứng, thời gian hồi đáp hồi phục cảm biến 62 3.2.4 Ảnh hưởng nồng độ khí đến độ đáp ứng, thời gian đáp ứng hồi phục cảm biến 66 3.2.5 Ảnh hưởng nồng độ tiền chất biến tính đến độ đáp ứng khí cảm biến 68 3.2.6 Độ chọn lọc độ ổn định cảm biến với khí H2S 70 3.3 Cảm biến dây nano SnO2 biến tính với NiO 72 3.3.1 Hình thái cấu trúc dây nano trước sau biến tính 72 3.3.2 Đặc trưng hồi đáp với khí H2S dây nano trước sau biến tính 75 3.3.3 Ảnh hưởng nhiệt độ đến độ đáp ứng, thời gian đáp ứng hồi phục với khí H2S 77 3.3.4 Ảnh hưởng nồng độ khí H2S đến độ đáp ứng thời gian đáp ứng hồi phục 79 3.3.5 Ảnh hưởng nồng độ tiền chất biến tính đến độ đáp ứng khí H2S 82 3.3.6 Khả nhạy khí H2S nồng độ thấp (sub-ppm) cảm biến 84 3.3.7 Độ chọn lọc cảm biến 85 3.3.8 Cơ chế nhạy khí H2S dây nano SnO2 biến tính NiO 86 3.4 Kết luận chương 88 Chương 4: CẢM BIẾN KHÍ NO2 TRÊN CƠ SỞ DÂY NANO WO3 BIẾN TÍNH 89 4.1 Mở đầu 89 4.2 Cảm biến dây nano WO3 dạng màng chế tạo công nghệ mọc trực tiếp 91 4.2.1 Hình thái cấu trúc cảm biến dây nano WO3 dạng màng 92 4.2.2 Tính chất nhạy khí cảm biến dây nano WO dạng màng đế Al O 95 4.3 Sự tăng cường tính chất nhạy khí biến tính với RuO2 98 4.3.1 Hình thái cấu trúc dây nano WO3 biến tính với RuO2 98 4.3.2 Tính chất nhạy khí dây nano WO3 biến tính RuO2 101 4.4 Sự tăng cường tính chất nhạy khí cảm biến dây nano WO3 cấu trúc đa chuyển tiếp dây-dây 105 4.4.1 Hình thái cấu trúc cảm biến với thời gian mọc khác 105 4.4.2 Ảnh hưởng thời gian mọc đến đặc trưng nhạy khí 108 4.4.3 Nhiệt độ làm việc tối ưu giới hạn đo cảm biến 112 4.4.4 Độ chọn lọc độ ổn định cảm biến với khí NO2 115 4.5 Kết luận chương 115 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 117 TÀI LIỆU THAM KHẢO 119 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 136 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ALD : Lắng đọng lớp nguyên tử (Atom layer deposition) EDX/EDS : Phổ tán xạ lượng tia X (Energy-dispersive X-ray spectroscopy) FESEM : Kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường (Field emission scanning electron microscopy) HRTEM : Kính hiển vi điện tử truyền qua phân giải cao (High resolution transmission electron microscopy) JCPDS : Ủy ban chung tiêu chuẩn giản đồ nhiễu xạ vật liệu bột (Joint Committee on Powder Diffraction Standards) MFC : Bộ điều khiển lưu lượng khí (Mass flow controller) MOS : Oxit kim loại bán dẫn (Metal oxyde semiconductor) ppb : Một phần tỷ (Part per billion) ppm : Một phần triệu (Part per million) 10 SAED : Phổ giản đồ nhiễu xạ điện tử chọn lọc vùng (Selected-area electron diffraction) 11 TEM : Kính hiển vi điện tử truyền qua (Transmission electron microscopy) 12 XRD : Giản đồ nhiễu xạ tia X (X-ray powder diffraction) 13 mM : milimol 14 SEM : Kính hiển vi điện tử quét (Scanning electron microscopy) 15 FFT : Biến đổi Fourier hai chiều (Fourier transformation) DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Cảm biến khí sở dây nano oxit kim loại bán dẫn biến tính với vật liệu nano kim loại có tính xúc tác 34 Bảng 1.2: Cảm biến khí dây nano biến tính với oxit khác loại hạt tải 35 Bảng 1.3: Cảm biến khí sở dây nano oxit kim loại bán dẫn biến tính với vật liệu nano oxit kim loại loại hạt tải 40 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Ảnh (a) TEM (b) HRTEM nano SnO biến tính với hạt nano Pd [5] 22 Hình 1.2: Mô hình linh kiện cảm biến (a); dây nano SnO2 biến tính bề mặt hạt nano Pd (b) độ hồi đáp với khí O2 H2 hai nhiệt độ khác (c) [73] 23 Hình 1.3: Cảm biến dây nano SnO biến tính với hạt nano Cr O3 : ảnh SEM (a) TEM (b) dây nano phủ Cr2 O3 ; độ hồi đáp với khí khử (c) khí oxi hóa (d) [19] .23 Hình 1.4: (a) Ảnh SEM dây nano SnO2 biến tính với nano In2O3 [37]; (b) mô hình dây nano ZnO biến tính với hạt nano CuO [26]; ảnh TEM dây nano ZnO biến tính với (c) NiO [97] (d) Co3O4 [96] phương pháp bốc bay nhiệt 24 Hình 1.5: Ảnh TEM dây nano SnO2 chưa biến tính (a) biến tính hạt nano Ag có kích thước nm (b), 10 nm (c) 50 nm (d); Ảnh bên phải độ hồi đáp với khí C2H5OH, NH3, H2 CO dây nano chưa biến tính biến tính hạt Ag kích thước nm [46] 25 Hình 1.6: Sơ đồ quy trình biến tính dây nano ZnO với Mo phương pháp nhúng kết hợp với giai đoạn xử lý nhiệt 600C [153] 25 Hình 1.7: Dây nano ZnO chưa biến tính (a) biến tính với Pd (b) phương pháp chiếu tia cực tím [42] 26 Hình 1.8: Sơ đồ phương pháp nhỏ phủ để biến tính bề mặt dây nano SnO2 với oxit LaOCl [139] 26 Hình 1.9: Các bước biến tính dây nano In2O3 phương pháp tự xếp hạt vàng nano citrate hóa [1] 27 42 Hsueh T.-J., S.-J Chang, C.-L Hsu, Y.-R Lin, and I Chen (2007) Highly sensitive ZnO nanowire ethanol sensor with Pd adsorption Applied Physics Letters, 91 (5), pp 053111 43 Huang H.D., H.J Zhu, L.S Jiang, and H.Y Zhao (2013) Ag Nanoparticle Functionalized TiO2 Nanowire Thin Film and its Gas-Sensing Application at Room Temperature Applied Mechanics and Materials, 275-277, pp 1822-1825 44 Huang M., Z Cui, X Yang, S Zhu, Z Li, and Y Liang (2015) Pd-loaded In2O3 nanowire-like network synthesized using carbon nanotube templates for enhancing NO2 sensing performance RSC Advances, (38), pp 30038-30045 45 Hwang I.-S., J.-K Choi, S.-J Kim, K.-Y Dong, J.-H Kwon, B.-K Ju, and J.-H Lee (2009) Enhanced H2S sensing characteristics of SnO2 nanowires functionalized with CuO Sensors and Actuators B: Chemical, 142 (1), pp 105110 46 Hwang I.-S., J.-K Choi, H.-S Woo, S.-J Kim, S.-Y Jung, T.-Y Seong, I.-D Kim, and J.-H Lee (2011) Facile control of C2H5OH sensing characteristics by decorating discrete Ag nanoclusters on SnO2 nanowire networks ACS Applied Materials & Interfaces, (8), pp 3140-3145 47 Jaaniso R and O.K Tan (2013) Semiconductor gas sensors Woodhead Publishing Limited 48 Jeong S.H., S Kim, J Cha, M.S Son, S.H Park, H.-Y Kim, M.H Cho, M.-H Whangbo, K.-H Yoo, and S.-J Kim (2013) Hydrogen sensing under ambient conditions using SnO2 nanowires: synergetic effect of Pd/Sn codeposition Nano Letters, 13 (12), pp 5938-5943 49 Jiang X and J.H Tay (2011) Removal mechanisms of H2S using exhausted carbon in biofiltration Journal of Hazardous Materials, 185 (2), pp 1543-1549 50 Jin C., H Kim, S.-W Choi, S.S Kim, and C Lee (2014) Synthesis, Structure, and Gas-Sensing Properties of Pt-Functionalized TiO2 Nanowire Sensors Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 14 (8), pp 5833-5838 51 Jin C., S Park, H Kim, and C Lee (2014) Enhanced H2S gas-sensing properties of Pt-functionalized In2Ge2O7 nanowires Applied Physics A, 114 (2), pp 591-595 52 Jones G., T Bligaard, F Abild-Pedersen, and J.K Nørskov (2008) Using scaling relations to understand trends in the catalytic activity of transition metals Journal of Physics: Condensed Matter, 20 (6), pp 064239 123 53 Joshi R.K., Q Hu, F Alvi, N Joshi, and A Kumar (2009) Au decorated zinc oxyde nanowires for CO sensing The Journal of Physical Chemistry C, 113 (36), pp 16199-16202 54 Ju D., H Xu, Z Qiu, J Guo, J Zhang, and B Cao (2014) Highly sensitive and selective triethylamine-sensing properties of nanosheets directly grown on ceramic tube by forming NiO/ZnO PN heterojunction Sensors and Actuators B: Chemical, 200, pp 288-296 55 Jung S.-H., S.-W Choi, and S.S Kim (2012) Fabrication and properties of trench-structured networked SnO2 nanowire gas sensors Sensors and Actuators B: Chemical, 171, pp 672-678 56 Katoch A., S.-W Choi, J.-H Byun, and S.S Kim (2012) Sensing Properties of Au Nanoparticle-Functionalized ZnO Nanowires by γ-Ray Radiolysis Journal of Sensor Science and Technology, 21 (3), pp 180-185 57 Katoch A., S.-W Choi, G.-J Sun, and S.S Kim (2015) Low Temperature Sensing Properties of Pt Nanoparticle-Functionalized Networked ZnO Nanowires Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 15 (1), pp 330-333 58 Khoang N.D., D.D Trung, N Van Duy, N.D Hoa, and N.V Hieu (2012) Design of SnO2/ZnO hierarchical nanostructures for enhanced ethanol gassensing performance Sensors and Actuators B: Chemical, 174, pp 594-601 59 Khoobiar S (1964) Particle to particle migration of hydrogen atoms on platinum—alumina catalysts from particle to neighboring particles The Journal of Physical Chemistry, 68 (2), pp 411-412 60 Kim H.-J and J.-H Lee (2014) Highly sensitive and selective gas sensors using p-type oxyde semiconductors: Overview Sensors and Actuators B: Chemical, 192, pp 607-627 61 Kim H.-R., K.-I Choi, K.-M Kim, I.-D Kim, G Cao, and J.-H Lee (2010) Ultra-fast responding and recovering C2H5OH sensors using SnO2 hollow spheres prepared and activated by Ni templates Chemical Communications, 46 (28), pp 5061-5063 62 Kim H., C Jin, S An, and C Lee (2012) Fabrication and CO gas-sensing properties of Pt-functionalized Ga2O3 nanowires Ceramics International, 38 (5), pp 3563-3567 63 Kim H., C Jin, S Park, S Kim, and C Lee (2012) H2S gas sensing properties of bare and Pd-functionalized CuO nanorods Sensors and Actuators B: Chemical, 161 (1), pp 594-599 124 64 Kim H.W., H.G Na, Y.J Kwon, H.Y Cho, and C Lee (2015) Decoration of Co nanoparticles on ZnO-branched SnO2 nanowires to enhance gas sensing Sensors and Actuators B: Chemical, 219, pp 22–29 65 Kim J.-H., A Katoch, S.-W Choi, and S.S Kim (2015) Growth and sensing properties of networked p-CuO nanowires Sensors and Actuators B: Chemical, 212, pp 190-195 66 Kim J.-H., A Katoch, and S.S Kim (2016) Optimum shell thickness and underlying sensing mechanism in p–n CuO–ZnO core–shell nanowires Sensors and Actuators B: Chemical, 222, pp 249-256 67 Kim S., S Park, G.-J Sun, S.K Hyun, K.-K Kim, and C Lee (2015) Enhanced acetone gas sensing performance of the multiple-networked Fe2O3functionalized In2O3 nanowire sensor Current Applied Physics, 15 (8), pp 947952 68 Kim S.S., H.G Na, S.-W Choi, D.S Kwak, and H.W Kim (2012) Novel growth of CuO-functionalized, branched SnO2 nanowires and their application to H2S sensors Journal of Physics D: Applied Physics, 45 (20), pp 205301 69 Kim S.S., J.Y Park, S.-W Choi, H.S Kim, H.G Na, J.C Yang, and H.W Kim (2010) Significant enhancement of the sensing characteristics of In2O3 nanowires by functionalization with Pt nanoparticles Nanotechnology, 21 (41), pp 415502 70 Kim S.S., J.Y Park, S.-W Choi, H.G Na, J.C Yang, and H.W Kim (2011) Enhanced NO2 sensing characteristics of Pd-functionalized networked In2O3 nanowires Journal of Alloys and Compounds, 509 (37), pp 9171-9177 71 Ko R.-M., S.-J Wang, Z.-F Wen, J.-K Lin, G.-H Fan, W.-I Shu, and B.-W Liou (2008) Development of Gas Sensors Based on Tungsten Oxyde Nanowires in Metal/SiO2/Metal Structure and Their Sensing Responses to NO2 Japanese Journal of Applied Physics, 47 (4S), pp 3272-3276 72 A.Kolmakov A., X Chen, and M Moskovits (2008) Functionalizing nanowires with catalytic nanoparticles for gas sensing application Journal of Nanoscience and Nanotechnology, (1), pp 111-121 73 A.Kolmakov A., 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 Letters, (4), pp 667-673 125 74 A.Kolmakov A and M Moskovits (2004) Chemical sensing and catalysis by one-dimensional metal-oxyde nanostructures Annual Review of Materials Research, 34, pp 151-180 75 Kuang Q., C.-S Lao, Z Li, Y.-Z Liu, Z.-X Xie, L.-S Zheng, and Z.L Wang (2008) Enhancing the photon-and gas-sensing properties of a single SnO2 nanowire based nanodevice by nanoparticle surface functionalization The Journal of Physical Chemistry C, 112 (30), pp 11539-11544 76 Kukkola J., M Mohl, A.-R Leino, J Mäklin, N Halonen, A Shchukarev, Z Konya, H Jantunen, and K Kordas (2013) Room temperature hydrogen sensors based on metal decorated WO3 nanowires Sensors and Actuators B: Chemical, 186, pp 90-95 77 Kumar R., A Khanna, P Tripathi, R.V Nandedkar, S.R Potdar, S.M Chaudhari, and S.S Bhatti (2003) CuO–SnO2 element as hydrogen sulfide gas sensor prepared by a sequential electron beam evaporation technique Journal of Physics D: Applied Physics, 36 (19), pp 2377 78 Kumar V., S Sen, K.P Muthe, N.K Gaur, S.K Gupta, and J.V Yakhmi (2009) Copper doped SnO2 nanowires as highly sensitive H2S gas sensor Sensors and Actuators B: Chemical, 138 (2), pp 587-590 79 Kushwaha A and M Aslam (2014) Defect controlled water splitting characteristics of gold nanoparticle functionalized ZnO nanowire films RSC Advances, (40), pp 20955-20963 80 Lee D.-S., S.-D Han, S.-M Lee, J.-S Huh, and D.-D Lee (2000) The TiO2adding effects in WO3-based NO2 sensors prepared by coprecipitation and precipitation method Sensors and Actuators B: Chemical, 65 (1), pp 331-335 81 Lee J.M., J.-e Park, S Kim, S Kim, E Lee, S.-J Kim, and W Lee (2010) Ultra-sensitive hydrogen gas sensors based on Pd-decorated tin dioxyde nanostructures: room temperature operating sensors International Journal of Hydrogen Energy, 35 (22), pp 12568-12573 82 Lee S.C., H.Y Choi, S.J Lee, W.S Lee, J.S Huh, D.D Lee, and J.C Kim (2009) Novel SnO2-based gas sensors promoted with metal oxydes for the detection of dichloromethane Sensors and Actuators B: Chemical, 138 (2), pp 446-452 83 Li H., J Xu, Y Zhu, X Chen, and Q Xiang (2010) Enhanced gas sensing by assembling Pd nanoparticles onto the surface of SnO2 nanowires Talanta, 82 (2), pp 458-463 126 84 Liao L., H.X Mai, Q Yuan, H.B Lu, J.C Li, C Liu, C.H Yan, Z.X Shen, and T Yu (2008) Single CeO2 nanowire gas sensor supported with Pt nanocrystals: Gas sensitivity, surface bond states, and chemical mechanism The Journal of Physical Chemistry C, 112 (24), pp 9061-9065 85 Lin Y.-H., Y.-C Hsueh, P.-S Lee, C.-C Wang, J.M Wu, T.-P Perng, and H.C Shih (2011) Fabrication of tin dioxyde nanowires with ultrahigh gas sensitivity by atomic layer deposition of platinum Journal of Materials Chemistry, 21 (28), pp 10552-10558 86 Liu L., S Li, L Wang, C Guo, Q Dong, and W Li (2011) Enhancement ethanol sensing properties of NiO–SnO2 nanofibers Journal of the American Ceramic Society, 94 (3), pp 771-775 87 Liu X., J Zhang, X Guo, S Wu, and S Wang (2011) Enhanced sensor response of Ni-doped SnO2 hollow spheres Sensors and Actuators B: Chemical, 152 (2), pp 162-167 88 Liu X., J Zhang, T Yang, X Guo, S Wu, and S Wang (2011) Synthesis of Pt nanoparticles functionalized WO3 nanorods and their gas sensing properties Sensors and Actuators B: Chemical, 156 (2), pp 918-923 89 Maekawa T., J Tamaki, N Miura, and N N.Yamazoe (1992) Gold-Loaded Tungsten Oxyde Sensor for Detection of Ammonia in Air Chemistry Letters, (4), pp 639-642 90 Marikutsa A., V Krivetskiy, L Yashina, M Rumyantseva, E Konstantinova, A Ponzoni, E Comini, A Abakumov, and A Gaskov (2012) Catalytic impact of RuOx clusters to high ammonia sensitivity of tin dioxyde Sensors and Actuators B: Chemical, 175, pp 186-193 91 Marikutsa A., M Rumyantseva, and A Gaskov (2014) Analysis of CO and NH3 Reductive Gases Mixture by Chemically Modified Nanocrystalline Tin Dioxyde Key Engineering Materials, 605, pp 227-230 92 Mashock M., K Yu, S Cui, S Mao, G Lu, and J Chen (2012) Modulating gas sensing properties of CuO nanowires through creation of discrete nanosized p– n junctions on their surfaces ACS Applied Materials & Interfaces, (8), pp 4192-4199 93 McAleer J.F., P.T Moseley, J.O.W Norris, D.E Williams, and B.C Tofield (1988) Tin dioxyde gas sensors Part 2.—The role of surface additives Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions 1: Physical Chemistry in Condensed Phases, 84 (2), pp 441-457 127 94 Meng D., N.M Shaalan, T Yamazaki, and T Kikuta (2012) Preparation of tungsten oxyde nanowires and their application to NO2 sensing Sensors and Actuators B: Chemical, 169, pp 113-120 95 Miller D.R., S.A Akbar, and P.A Morris (2014) Nanoscale metal oxyde-based heterojunctions for gas sensing: A review Sensors and Actuators B: Chemical, 204, pp 250-272 96 Na C.W., H.-S Woo, I.-D Kim, and J.-H Lee (2011) Selective detection of NO2 and C2H5OH using a Co3O4-decorated ZnO nanowire network sensor Chemical Communications, 47 (18), pp 5148-5150 97 Na C.W., H.-S Woo, and J.-H Lee (2012) Design of highly sensitive volatile organic compound sensors by controlling NiO loading on ZnO nanowire networks RSC Advances, (2), pp 414-417 98 Na H.G., Y.J Kwon, H.Y Cho, S.Y Kang, and H.W Kim (2015) Improvement of Gas Sensing Characteristics by Adding Pt Nanoparticles on ZnO-Branched SnO2 Nanowires Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 15 (11), pp 8571-8576 99 Nakamura Y., A Ando, T Tsurutani, O Okada, M Miyayama, K Koumoto, and H Yanagida (1986) Gas sensitivity of CuO/ZnO hetero-contact Chemistry Letters, 15 (3), pp 413-416 100 Nguyen H., C.T Quy, N.D Hoa, N.T Lam, N.V Duy, V.V Quang, and N.V Hieu (2014) Controllable growth of ZnO nanowires grown on discrete islands of Au catalyst for realization of planar-type micro gas sensors Sensors and Actuators B: Chemical, 193, pp 888-894 101 Park J.Y., S.-W Choi, and S.S Kim (2011) Junction-Tuned SnO2 Nanowires and Their Sensing Properties The Journal of Physical Chemistry C, 115 (26), pp 12774-12781 102 Park S., S An, H Ko, and C Lee (2015) Fabrication, Structure, and Gas Sensing of Multiple-Networked Pt-Functionalized Bi2O3 Nanowires Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 15 (2), pp 1605-1609 103 Park S., S An, Y Mun, and C Lee (2014) UV-enhanced room-temperature gas sensing of ZnGa2O4 nanowires functionalized with Au catalyst nanoparticles Applied Physics A, 114 (3), pp 903-910 104 Park S., T Hong, J Jung, and C Lee (2014) Room temperature hydrogen sensing of multiple networked ZnO/WO3 core–shell nanowire sensors under UV illumination Current Applied Physics, 14 (9), pp 1171-1175 128 105 Park S., H Kim, C Jin, S.-W Choi, S.S Kim, and C Lee (2012) Enhanced CO gas sensing properties of Pt-functionalized WO3 nanorods Thermochimica Acta, 542, pp 69-73 106 Park S., S Park, J Jung, T Hong, S Lee, H.W Kim, and C Lee (2014) H2S gas sensing properties of CuO-functionalized WO3 nanowires Ceramics International, 40 (7), pp 11051-11056 107 Park S., G.-J Sun, H Kheel, C Lee, and K Kim (2015) Sensing properties of networked catalyst-metal-codoped Te2O5 nanowire sensors Journal of the Korean Physical Society, 67 (4), pp 648-653 108 Penner R.M (2012) Chemical sensing with nanowires Annual Review of Analytical Chemistry, 5, pp 461-485 109 Penza M., C Martucci, and G Cassano (1998) NOx gas sensing characteristics of WO3 thin films activated by noble metals (Pd, Pt, Au) layers Sensors and Actuators B: Chemical, 50 (1), pp 52-59 110 Polleux J., A Gurlo, N Barsan, U Weimar, M Antonietti, and M Niederberger (2006) Template-Free Synthesis and Assembly of SingleCrystalline Tungsten Oxyde Nanowires and their Gas-Sensing Properties Angewandte Chemie International Edition, 45 (2), pp 261-265 111 Ponzoni A., E Comini, G Sberveglieri, J Zhou, S.Z Deng, N.S Xu, Y Ding, and Z.L Wang (2006) Ultrasensitive and highly selective gas sensors using three-dimensional tungsten oxyde nanowire networks Applied Physics Letters, 88 (20), pp 203101 112 Ponzoni A., V Russo, A Bailini, C.S Casari, M Ferroni, A.L Bassi, A Migliori, V Morandi, L Ortolani, G Sberveglieri, and C.E Bottani (2011) Structural and gas-sensing characterization of tungsten oxyde nanorods and nanoparticles Sensors and Actuators B: Chemical, 153 (2), pp 340-346 113 Prades J.D., R Jimenez-Diaz, F Hernandez-Ramirez, S Barth, A Cirera, A Romano-Rodriguez, S Mathur, and J.R Morante (2008) Ultralow power consumption gas sensors based on self-heated individual nanowires Applied Physics Letters, 93 (12), pp 123110 114 Qin Y., X Li, F Wang, and M Hu (2011) Solvothermally synthesized tungsten oxyde nanowires/nanorods for NO2 gas sensor applications Journal of Alloys and Compounds, 509 (33), pp 8401-8406 115 Qin Y., W Shen, X Li, and M Hu (2011) Effect of annealing on microstructure and NO2-sensing properties of tungsten oxyde nanowires 129 synthesized by solvothermal method Sensors and Actuators B: Chemical, 155 (2), pp 646-652 116 Qin Y., X Sun, X Li, and M Hu (2012) Room temperature NO2-sensing properties of Ti-added nonstoichiometric tungsten oxyde nanowires Sensors and Actuators B: Chemical, 162 (1), pp 244-250 117 Qu Z., Y Fu, B Yu, P Deng, L Xing, and X Xue (2016) High and fast H2S response of NiO/ZnO nanowire nanogenerator as a self-powered gas sensor Sensors and Actuators B: Chemical, 222, pp 78-86 118 Ramgir N., S.K Ganapathi, M Kaur, N Datta, K Muthe, D Aswal, S Gupta, and J Yakhmi (2010) Sub-ppm H2S sensing at room temperature using CuO thin films Sensors and Actuators B: Chemical, 151 (1), pp 90-96 119 Ramgir N.S., M Kaur, P.K Sharma, N Datta, S Kailasaganapathi, S Bhattacharya, A.K Debnath, D.K Aswal, and S.K Gupta (2013) Ethanol sensing properties of pure and Au modified ZnO nanowires Sensors and Actuators B: Chemical, 187, pp 313-318 120 Ramgir N.S., I.S Mulla, and K.P Vijayamohanan (2005) A room temperature nitric oxyde sensor actualized from Ru-doped SnO2 nanowires Sensors and Actuators B: Chemical, 107 (2), pp 708-715 121 Ramgir N.S., P.K Sharma, N Datta, M Kaur, A.K Debnath, D.K Aswal, and S.K Gupta (2013) Room temperature H2S sensor based on Au modified ZnO nanowires Sensors and Actuators B: Chemical, 186, pp 718-726 122 Sartale S.D and C.D Lokhande (2001) Preparation and characterization of nickel sulphide thin films using successive ionic layer adsorption and reaction (SILAR) method Materials Chemistry and Physics, 72 (1), pp 101-104 123 Sen S., P Kanitkar, A Sharma, K.P Muthe, A Rath, S.K Deshpande, M Kaur, R.C Aiyer, S.K Gupta, and J.V Yakhmi (2010) Growth of SnO2/W18O49 nanowire hierarchical heterostructure and their application as chemical sensor Sensors and Actuators B: Chemical, 147 (2), pp 453-460 124 Şennik E., U Soysal, and Z.Z Öztürk (2014) Pd loaded spider-web TiO2 nanowires: Fabrication, characterization and gas sensing properties Sensors and Actuators B: Chemical, 199, pp 424-432 125 Shaalan N.M., T Yamazaki, and T Kikuta (2012) NO2 response enhancement and anomalous behavior of n-type SnO2 nanowires functionalized by Pd nanodots Sensors and Actuators B: Chemical, 166-167, pp 671-677 130 126 Shao F., M.W.G Hoffmann, J.D Prades, R Zamani, J Arbiol, J.R Morante, E Varechkina, M Rumyantseva, A Gaskov, and I Giebelhaus (2013) Heterostructured p-CuO (nanoparticle)/n-SnO2(nanowire) devices for selective H2S detection Sensors and Actuators B: Chemical, 181, pp 130-135 127 Shen Y., T Yamazaki, Z Liu, D Meng, and T Kikuta (2009) Hydrogen sensors made of undoped and Pt-doped SnO2 nanowires Journal of Alloys and Compounds, 488 (1), pp L21-L25 128 Shen Y., T Yamazaki, Z Liu, D Meng, T Kikuta, N Nakatani, M Saito, and M Mori (2009) Microstructure and H2 gas sensing properties of undoped and Pd-doped SnO2 nanowires Sensors and Actuators B: Chemical, 135 (2), pp 524-529 129 Singh N., R.K Gupta, and P.S Lee (2011) Gold-nanoparticle-functionalized In2O3 nanowires as CO gas sensors with a significant enhancement in response ACS Applied Materials & Interfaces, (7), pp 2246-2252 130 Srivastava S., K Jain, V.N Singh, S Singh, N Vijayan, N Dilawar, G Gupta, and T.D Senguttuvan (2012) Faster response of NO2 sensing in graphene–WO3 nanocomposites Nanotechnology, 23 (20), pp 205501 131 Sun G.-J., S.-W Choi, S.-H Jung, A Katoch, and S.S Kim (2013) V-groove SnO2 nanowire sensors: fabrication and Pt-nanoparticle decoration Nanotechnology, 24 (2), pp 025504 132 Sun G.-J., S.-W Choi, A Katoch, P Wu, and S.S Kim (2013) Bi-functional mechanism of H2S detection using CuO–SnO2 nanowires Journal of Materials Chemistry C, (35), pp 5454-5462 133 Sun S., X Chang, and Z Li (2010) Thermal-treatment effect on the photoluminescence and gas-sensing properties of tungsten oxyde nanowires Materials Research Bulletin, 45 (9), pp 1075-1079 134 Sysoev V.V., J Goschnick, T Schneider, E Strelcov, and A.Kolmakov(2007) A Gradient Microarray Electronic Nose Based on Percolating SnO2 Nanowire Sensing Elements Nano Letters, (10), pp 3182-3188 135 Taniguchi N (1974) On the basic concept of nanotechnology Proc Intl Conf Prod Eng Tokyo, Part II, Japan Society of Precision Engineering, pp 18-23 136 Thong L.V., N.D Hoa, D.T.T Le, P.D Tam, L Anh-Tuan, and N.V Hieu (2010) On-chip fabrication of SnO2-nanowire gas sensor: The effect of growth time on sensor performance Sensors and Actuators B: Chemical, 146 (1), pp 361-367 131 137 Tong P.V., N.D Hoa, N.V Duy, D.T.T Le, and N.V Hieu (2016) Enhancement of gas-sensing characteristics of hydrothermally synthesized WO3 nanorods by surface decoration with Pd nanoparticles Sensors and Actuators B: Chemical, 223, pp 453-460 138 Trung D.D., N.D Hoa, P Van Tong, N Van Duy, T.D Dao, H.V Chung, T Nagao, and N.V Hieu (2014) Effective decoration of Pd nanoparticles on the surface of SnO2 nanowires for enhancement of CO gas-sensing performance Journal of Hazardous Materials, 265, pp 124-132 139 Trung D.D., L.D Toan, H.S Hong, T.D Lam, T Trung, and N.V Hieu (2012) Selective detection of carbon dioxyde using LaOCl-functionalized SnO2 nanowires for air-quality monitoring Talanta, 88, pp 152-159 140 Uddin A.I and G.-S Chung (2015) Fabrication and Characterization of C2H2 Gas Sensor Based on Ag-loaded Vertical ZnO Nanowires Array Procedia Engineering, 120, pp 582-585 141 Vaishampayan M.V., R.G Deshmukh, P Walke, and I.S Mulla (2008) Fedoped SnO2 nanomaterial: a low temperature hydrogen sulfide gas sensor Materials Chemistry and Physics, 109 (2), pp 230-234 142 Vallejos S., T Stoycheva, P Umek, C Navio, R Snyders, C Bittencourt, E Llobet, C Blackman, S Moniz, and X Correig (2011) Au nanoparticlefunctionalised WO3 nanoneedles and their application in high sensitivity gas sensor devices Chemical Communications, 47 (1), pp 565-567 143 Vuong N.M., D Kim, and H Kim (2015) Porous Au-embedded WO3 nanowire structure for efficient detection of CH4 and H2S Scientific reports, 144 Wada K., N N.Yamazoe, and T Seiyama (1980) Effects of palladium addition in tin (IV) oxyde gas sensor Nippon Kagaku Kaishi, (10), pp 1597-1602 145 Wagh M.S., G.H Jain, D.R Patil, S.A Patil, and L.A Patil (2006) Modified zinc oxyde thick film resistors as NH3 gas sensor Sensors and Actuators B: Chemical, 115 (1), pp 128-133 146 Wagh M.S., G.H Jain, D.R Patil, S.A Patil, and L.A Patil (2007) Surface customization of SnO2 thick films using RuO2 as a surfactant for the LPG response Sensors and Actuators B: Chemical, 122 (2), pp 357-364 147 Wang D., W Zhou, P Hu, Y Guan, L Chen, J Li, G Wang, H Liu, J Wang, and G Cao (2012) High ethanol sensitivity of Palladium/TiO2 nanobelt surface heterostructures dominated by enlarged surface area and nano-Schottky junctions Journal of Colloid and Interface Science, 388 (1), pp 144-150 132 148 Wang H and W.F Schneider (2011) Adsorption and reactions of NOx on RuO2 (110) Catalysis Today, 165 (1), pp 49-55 149 Wang H., Z Sun, Q Lu, F Zeng, and D Su (2012) One-Pot Synthesis of (Au Nanorod)–(Metal Sulfide) Core–Shell Nanostructures with Enhanced GasSensing Property Small, (8), pp 1167-1172 150 Wang L., S Wang, M Xu, X Hu, H Zhang, Y Wang, and W Huang (2013) A Au-functionalized ZnO nanowire gas sensor for detection of benzene and toluene Physical Chemistry Chemical Physics, 15 (40), pp 17179-17186 151 Wang R., S Yang, R Deng, W Chen, Y Liu, H Zhang, and G.S Zakharova (2015) Enhanced gas sensing properties of V2O5 nanowires decorated with SnO2 nanoparticles to ethanol at room temperature RSC Advances, (51), pp 41050-41058 152 Wang S., Y Xiao, D Shi, H.K Liu, and S.X Dou (2011) Fast response detection of H2S by CuO-doped SnO2 films prepared by electrodeposition and oxydization at low temperature Materials Chemistry and Physics, 130 (3), pp 1325-1328 153 Woo H.-S., C.-H Kwak, I.-D Kim, and J.-H Lee (2014) Selective, sensitive, and reversible detection of H2S using Mo-doped ZnO nanowire network sensors Journal of Materials Chemistry A, (18), pp 6412-6418 154 Woo H.-S., C.W Na, I.-D Kim, and J.-H Lee (2012) Highly sensitive and selective trimethylamine sensor using one-dimensional ZnO–Cr2O3 heteronanostructures Nanotechnology, 23 (24), pp 245501 155 Xing L., Y Hu, P Wang, Y Zhao, Y Nie, P Deng, and X Xue (2014) Realizing room-temperature self-powered ethanol sensing of Au/ZnO nanowire arrays by coupling the piezotronics effect of ZnO and the catalysis of noble metal Applied Physics Letters, 104 (1), pp 013109 156 Xue X., Y Chen, Y Liu, S Shi, Y Wang, and T Wang (2006) Synthesis and ethanol sensing properties of indium-doped tin oxyde nanowires Applied Physics Letters, 88 (20), pp 201907 157 Xue X., L Xing, Y Chen, S Shi, Y Wang, and T Wang (2008) Synthesis and H2S sensing properties of CuO−SnO2 core/shell PN-junction nanorods The Journal of Physical Chemistry C, 112 (32), pp 12157-12160 158 N.Yamazoe N (1991) New approaches for improving semiconductor gas sensors Sensors and Actuators B: Chemical, (1), pp 7-19 133 159 N.Yamazoe N., Y Kurokawa, and T Seiyama (1983) Effects of additives on semiconductor gas sensors Sensors and Actuators, 4, pp 283-289 160 N.Yamazoe N., G Sakai, and K Shimanoe (2003) Oxyde semiconductor gas sensors Catalysis Surveys from Asia, (1), pp 63-75 161 Yu J.H and G.M Choi (2001) Selective CO gas detection of CuO-and ZnOdoped SnO2 gas sensor Sensors and Actuators B: Chemical, 75 (1), pp 56-61 162 Zhang C., A Boudiba, P De Marco, R Snyders, M.-G Olivier, and M Debliquy (2013) Room temperature responses of visible-light illuminated WO3 sensors to NO2 in sub-ppm range Sensors and Actuators B: Chemical, 181, pp 395-401 163 Zhang D., Z Liu, C Li, T Tang, X Liu, S Han, B Lei, and C Zhou (2004) Detection of NO2 down to ppb levels using individual and multiple In2O3 nanowire devices Nano Letters, (10), pp 1919-1924 164 Zhang Y., J Xu, P Xu, Y Zhu, X Chen, and W Yu (2010) Decoration of ZnO nanowires with Pt nanoparticles and their improved gas sensing and photocatalytic performance Nanotechnology, 21 (28), pp 285501 165 Zhao Y., X He, J Li, X Gao, and J Jia (2012) Porous CuO/SnO2 composite nanofibers fabricated by electrospinning and their H2S sensing properties Sensors and Actuators B: Chemical, 165 (1), pp 82-87 166 Zheng H., J.Z Ou, M.S Strano, R.B Kaner, A Mitchell, and K Kalantarzadeh (2011) Nanostructured Tungsten Oxyde – Properties, Synthesis, and Applications Advanced Functional Materials, 21 (12), pp 2175-2196 167 Zheng Y., J Wang, and P Yao (2011) Formaldehyde sensing properties of electrospun NiO-doped SnO2 nanofibers Sensors and Actuators B: Chemical, 156 (2), pp 723-730 168 Zheng Z.Q., B Wang, J.D Yao, and G.W Yang (2015) Light-controlled C2H2 gas sensing based on Au–ZnO nanowires with plasmon-enhanced sensitivity at room temperature Journal of Materials Chemistry C, (27), pp 7067-7074 169 Zhu L.F., J.C She, J.Y Luo, S.Z Deng, J Chen, X.W Ji, and N.S Xu (2011) Self-heated hydrogen gas sensors based on Pt-coated W18O49 nanowire networks with high sensitivity, good selectivity and low power consumption Sensors and Actuators B: Chemical, 153 (2), pp 354-360 170 Zhu L.F., J.C She, J.Y Luo, S.Z Deng, J Chen, and N.S Xu (2010) Study of physical and chemical processes of H2 sensing of Pt-coated WO3 nanowire films The Journal of Physical Chemistry C, 114 (36), pp 15504-15509 134 171 Zou X., J Wang, X Liu, C Wang, Y Jiang, Y Wang, X Xiao, J.C Ho, J Li, and C Jiang (2013) Rational design of sub-parts per million specific gas sensors array based on metal nanoparticles decorated nanowire enhancementmode transistors Nano Letters, 13 (7), pp 3287-3292 135 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Nguyen Van Hieu, Phung Thi Hong Van, Le Tien Nhan, Nguyen Van Duy, and Nguyen Duc Hoa (2012), Giant enhancement of H2S gas response by decorating n-type SnO2 nanowires with p-type NiO nanoparticles, Applied Physics Letters, 101 (25), p 253106 Dang Thi Thanh Le, Nguyen Van Duy, Ha Minh Tan, Do Dang Trung, Nguyen Ngoc Trung, Phung Thi Hong Van, Nguyen Duc Hoa, and Nguyen Van Hieu, (2013), Density-controllable growth of SnO2 nanowire junction-bridging across electrode for low-temperature NO2 gas detection, Journal of Materials Science, 48 (20), p 7253-7259 Phùng Thị Hồng Vân, Nguyễn Văn Toán, Đỗ Thành Việt, Nguyễn Hoàng Thanh, Đỗ Đức Đại, Nguyễn Văn Duy, Nguyễn Đức Hòa, Nguyễn Văn Hiếu (2013), Tăng cường tính chất nhạy khí NO2 dây nano WO3 mọc trực tiếp điện cực biến tính bề mặt với RuO2, Kỷ yếu Hội nghị Vật lý Chất rắn Khoa học Vật liệu toàn quốc lần thứ (SPMS 2013), Thái Nguyên, tr 351-355 Phung Thi Hong Van, Do Duc Dai, Nguyen DucHoa, Nguyen Van Hung, Nguyen Van Hieu (2014) Preparation and Characterization of NO2 Gas Sensor Based on Tungsten Oxyde Nanowires, Proceeding of The 2nd International Conference on Advanced Materials and Nanotechnology (ICAMN2014), Hanoi University of Science and Technology, p 89-92 Phung Thi Hong Van, Nguyen Hoang Thanh, Vu Van Quang, Nguyen Van Duy, Nguyen Duc Hoa, and Nguyen Van Hieu (2014), Scalable Fabrication of HighPerformance NO2 Gas Sensors Based on Tungsten Oxyde Nanowires by On-Chip Growth and RuO2-Functionalization, ACS Applied Materials & Interfaces , (15), p 12022-12030 Phùng Thị Hồng Vân, Nguyễn Đức Hòa, Nguyễn Văn Hiếu (2014), Phát triển đo khí NO2 sở nghiên cứu chế tạo vật liệu dây nano oxit kim loại bán dẫn WO3, Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội, số 2, tr.104-109 Đinh Văn Thiên, Phùng Thị Hồng Vân, Nguyễn Văn Duy, Nguyễn Văn Hiếu (2015) Nghiên cứu biến tính bề mặt dây nano SnO2 CuO nhằm nâng cao tính 136 chất nhạy khí H2S, Kỷ yếu Hội nghị Vật lý Chất rắn Khoa học Vật liệu toàn quốc lần thứ (SPMS 2015), Tp Hồ Chí Minh, Quyển 2, tr 743-746 Phung Thi Hong Van, Do Duc Dai, Nguyen Van Duy, Nguyen Duc Hoa, Nguyen Van Hieu (2015), Ultrasensitive NO2 gas sensors using tungsten oxyde nanowires with multiple junctions self-assembled on discrete catalyst islands via on-chip fabrication, Sensors and Actuators B: Chemical, 227, p 198-203 137