Nghiên cứu chế tạo thanh, dây nano ZnO và vật liệu lai ZnO-SnO2, ZnO-LaOCl nhằm ứng dụng cho cảm biến khí

Header Page of 89 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN NGHIÊN CỨU SINH Phạm Thành Huy Nguyễn Đức Khoáng Footer Page of 89 Header Page of 89 LỜI CẢM ƠN Trƣớc tiên, xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Văn Hiếu, PGS.TS Phạm Thành Huy tận tình hƣớng dẫn nghiên cứu bảo nhiều điều trình làm nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn Viện đào tạo quốc tế khoa học vật liệu (ITIMS)-và Viện Tiên tiến Khoa học Công nghệ (AIST)-Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện tốt để hoàn thành nghiên cứu Tôi chân thành cảm ơn thầy cô anh chị bạn nhóm Cảm biến khí (Gas sensors) – Viện đào tạo quốc tế khoa học Vật liệu (ITIMS) đồng hành suốt thời gian nghiên cứu Cụ thể chân thành cảm ơn TS Nguyễn Văn Duy, TS Nguyễn Đức Hòa, TS Đặng Thị Thanh Lê, NCS Đỗ Thành Việt, NCS Nguyễn Văn Toán, NCS Đỗ Đăng Trung, NCS Phùng Thị Hồng Vân, bạn học viên cao học bạn sinh viên nhóm Cuối chân thành cảm ơn gia đình, cá nhân, quan động viên giúp đỡ hoàn thành luận án Nghiên cứu đƣợc tài trợ Quỹ Phát triển khoa học công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) đề tài mã số 103.02-2011.40 & 103.02-2014.18 NGHIÊN CỨU SINH Nguyễn Đức Khoáng Footer Page of 89 Header Page of 89 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC… DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG MỞ ĐẦU…… 14 CHƢƠNG TỔNG QUAN 18 I Mở đầu 18 II Chế tạo chế mọc dây nano ZnO phƣơng pháp bốc bay nhiệt 18 III Chế tạo chế mọc nano ZnO phƣơng pháp hóa ƣớt 21 IV Một số phƣơng pháp chế tạo vật liệu lai dây nano 29 V Ứng dụng thanh, dây nano ZnO vật liệu lai chúng 32 VI Kết luận 34 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT NHẠY KHÍ CỦA DÂY, THANH NANO ZnO 35 I Mở đầu 35 II Thực nghiệm 35 2.1 Chế tạo dây nano ZnO phƣơng pháp bốc bay nhiệt 35 2.1.1 Các thiết bị đƣợc sử dụng 35 2.1.2 Vật liệu dụng cụ 36 2.1.3 Các bƣớc thực nghiệm 37 2.1.4 Chế tạo cảm biến dây nano ZnO phƣơng pháp mọc trực tiếp điện cực (on-chip) 39 2.2 Các bƣớc chế tạo nano ZnO phƣơng pháp hóa ƣớt 40 Footer Page of 89 Header Page of 89 2.2.1 Thiết bị hóa chất 40 2.2.2 Quá trình tạo mầm ZnO đế silic 41 2.2.3 Quá trình mọc nano ZnO 42 2.2.4 Chế tạo cảm biến nano ZnO phƣơng pháp mọc trực tiếp lên điện cực (on-chip) 43 2.3 Hệ đo tính chất nhạy khí cảm biến 44 III Kết thảo luận 45 3.1 Kết chế tạo dây nano ZnO phƣơng pháp bốc bay nhiệt 45 3.1.1 Kết nghiên cứu hình thái dây nano ZnO 45 3.1.2 Kết nghiên cứu vi cấu trúc dây nano ZnO 47 3.2 Kết chế tạo nano ZnO phƣơng pháp hóa ƣớt 49 3.2.1 Kết nghiên cứu hình thái nano ZnO 49 3.2.2 Kết nghiên cứu vi cấu trúc nano ZnO 54 3.3 Kết nghiên cứu tính chất nhạy khí thanh, dây nano ZnO 55 3.3.1 Kết nghiên cứu tính chất nhạy khí dây nano ZnO 56 3.3.2 Kết nghiên cứu tính chất nhạy khí nano ZnO 62 IV Kết luận 73 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT NHẠY KHÍ CỦA VẬT LIỆU LAI NANO ZnO- SnO2 75 I Mở đầu 75 II Thực nghiệm 77 2.1 Các bƣớc chế tạo cấu trúc lai nano ZnO-SnO2 77 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu hình thái, cấu trúc tính chất nhạy khí 78 III Kết thảo luận 79 3.1 Kết nghiên cứu hình thái cấu trúc cấu trúc lai ZnO-SnO2 79 3.1.1 Kết chế tạo hình thái 79 Footer Page of 89 Header Page of 89 3.1.2 Kết nghiên cứu vi cấu trúc 80 3.2 Kết nghiên cứu tính chất nhạy khí cấu trúc lai nano ZnO-SnO2 83 3.2.1 Đặc trƣng nhạy khí ethanol cấu trúc lai nano ZnO-SnO2 83 3.2.2 Độ chọn lọc khí cảm biến 86 IV.Kết luận 91 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT NHẠY KHÍ CỦA VẬT LIỆU LAI NANO ZnO-LaOCl 93 I Mở đầu 93 II Thực nghiệm 94 III Kết thảo luận 96 3.1 Kết nghiên cứu hình thái cấu trúc 96 3.2 Kết nghiên cứu tính chất nhạy khí dây nano lai ZnO-LaOCl 99 3.2.1 Ảnh hƣởng nhiệt độ làm việc nồng đến tính chất nhạy khí 99 3.2.2 Ảnh hƣởng nhiệt độ xử lý đến tính chất nhạy khí 106 3.2.3 Phân tích thời gian đáp ứng hồi phục cảm biến 109 3.2.4 Phân tích độ chọn lọc cảm biến 110 IV Kết luận 116 KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ 117 TÀI LIỆU THAM KHẢO 120 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 133 Footer Page of 89 Header Page of 89 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TT Ký hiệu, viết tắt Tên tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt CVD Chemical Vapour Deposition Lắng đọng hóa học pha VLS Vapour Liquid Solid Hơi-lỏng-rắn VS Vapour Solid Hơi-rắn UV Ultraviolet Tia cực tím MFC Mass Flow Controllers Bộ điều khiển lƣu lƣợng khí ppb Parts per billion Phần tỷ ppm Parts per million Phần triệu SEM Scanning Electron Microscope Kính hiển vi điện tử quét TEM Transmission Electron Kính hiển vi điện tử truyền Microscope qua 10 XRD X-Ray Diffraction Nhiễu xạ tia X 11 FESEM Field Emission Scanning Kính hiển vi điện tử quét Electron Microsope phát xạ trƣờng 12 HRTEM High Resolution Transmission Hiển vi điện tử truyền qua Electron Microsope phân giải cao 13 EDS/EDX Energy Dispersive X-ray Phổ tán sắc lƣợng tia Spectroscopy X 14 ITIMS International Training Institute Viện Đào tạo Quốc tế for Materials Science Khoa học Vật liệu 15 MEMS 16 SMO 17 JCPDS Footer Page of 89 Micro-Electro Mechanical Systems Hệ thống vi điện tử Semiconducting Metal Oxide Ôxít kim loại bán dẫn Joint Committee on Powder Ủy ban chung tiêu chuẩn Diffraction Standards nhiễu xạ vật liệu bột Header Page of 89 18 Ra Rair Điện trở đo không khí 19 Rg Rgas Điện trở đo khí thử 20 S Respond Độ hồi đáp/Độ đáp ứng 21 Donors Các tâm cho điện tử 22 Acceptors Các tâm nhận điện tử Liquefied petroleum gas Khí ga hóa lỏng 23 LPG DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Các hóa chất sử dụng tổng hợp nano ZnO 41 Bảng 2.2: Độ nhạy cảm biến theo mô hình mạch điện tương ứng 62 Bảng 3.1: Các tham số cảm biến β 1/K thu số liệu thực nghiệm theo công thức (3.1) 86 Bảng 4.1:So sánh độ đáp ứng khí CO2 (2000 ppm) loại cảm biến 106 Footer Page of 89 Header Page of 89 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1: Mô hình giải thích chế VLS hình thành dây nano ZnO 19 Hình 1.2: Các hạt Au xúc tác bề mặt đế Si 20 Hình 1.3: Dây nano ZnO hình thành đế Si sau thực mọc theo chế VLS … 20 Hình 1.4: Sơ đồ ổn định pha hệ ZnO-H2O 25 oC hàm nồng độ dung dịch độ pH, với đường đứt nét biểu thị cân nhiệt động ion Zn2+ hình thành ZnO dạng rắn 22 Hình 1.5: Ảnh TEM nano ZnO tổng hợp môi trường dung dịch khác nhau: (a) methanol, (b): ethanol, (c): 1-butanol (d):Hướng ưu tiên mọc ZnO Mặc dù nhiệt độ phản ứng thời gian mọc khác ta thấy ảnh hưởng phân cực dung dịch lên tỷ số dài-đường kính hướng ưu tiên trục c nano ZnO .24 Hình 1.6: Cấu trúc phân tử HMTA (hexamethylenetetramine) 26 Hình 1.7: Ảnh SEM nano ZnO mọc theo phương pháp tạo mầm trước kết hợp với hóa ướt đế Si 28 Hình 1.8: Ảnh TEM dây, đai nano SnO2 có lai hóa bề mặt với Pd phương pháp bốc bay nhiệt (a) mô hình cảm biến dạng FET (Field Effect Transistor) 30 Hình 1.9:Ảnh SEM ZnO(a) lai hóa ZnO với hạt nano CuO phương pháp bốc bay nhiệt (b) .30 Hình 1.10: Các bước chế tạo dây nano ZnO lai với Mo phương pháp nhúng phủ sau ủ nhiệt 600 C 31 Hình 1.11: Sơ đồ phương pháp nhỏ phủ để lai hóa bề mặt dây nano SnO với ôxít LaOCl 32 Hình 2.1: Tỷ lệ 10 loại vật liệu ôxít kim loại có tính chất bán dẫn nghiên cứu nhiều nhằm ứng dụng cho cảm biến khí tính từ năm 2002 đến năm 2010 (a), cấu trúc nano nghiên cứu nhằm ứng dụng cho cảm biến khí (b) … 33 Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý hệ bốc bay nhiệt 36 Hình 2.3: Sơ đồ bố trí vật liệu nguồn đế cho trình chế tạo dây nano ZnO .38 Hình 2.4: Sơ đồ bước nâng, giữ, hạ nhiệt độ hệ bốc bay nhiệt 38 Hình 2.5: Hệ bốc bay nhiệt sử dụng thực tế 39 Footer Page of 89 Header Page of 89 Hình 2.6: Các bước chế tạo điện cực mọc dây nano lên điện cực theo phương pháp bốc bay nhiệt .40 Hình 2.7: Hệ gia nhiệt điều chỉnh nhiệt độ phản ứng theo phương pháp hóa ướt.40 Hình 2.8: Các bước chế tạo cảm biến phiến silic: (a) phủ ăn mòn lớp cảm quang; (b) phủ lớp Cr/Pt; (c) ăn mòn tạo điện cực; (d) làm lớp cảm quang; (e) phủ mầm nano ZnO; (f) ăn mòn tạo mầm có định hướng khu vực lớp ZnO; (h) mọc nano ZnO theo phương pháp hóa ướt .43 Hình 2.9: Sơ đồ nguyên lý hệ trộn khí đo tính chất nhạy khí cảm biến 44 Hình 2.10: Giao diện phần mềm VEE Pro đo thay đổi điện trở cảm biến theo thời gian có khí thổi vào 45 Hình 2.11: Ảnh FESEM dây nano ZnO chế tạo theo phương pháp bốc bay nhiệt độ khác nhau: (a,b): 850 oC, (c,d): 900 oC, (e,f): 950 oC .46 Hình 2.12: Giản đồ nhiễu xạ tia X nano ZnO chế tạo theo phương pháp bốc bay nhiệt nguồn rắn nhiệt độ 850 oC (a), 900 oC(b) 950 oC(c) 48 Hình 2.13: Ô mạng sáu phương xếp chặt 48 Hình 2.14: Phổ quang huỳnh quang nano ZnO chế tạo theo phương pháp bốc bay nhiệt: (a): 850 oC, (b): 900 oC, (c): 950 oC .49 Hình 2.15: Ảnh FESEM mầm tinh thể ZnO đế Si chế tạo cách quay phủ 50 Hình 2.16:Ảnh SEM nano ZnO mọc dung dịch với tiền chất có nồng độ 0,01 M (a,b) 0,02 M (c,d) nhiệt độ phản ứng 90 0C thời gian 51 Hình 2.17: Ảnh SEM nano ZnO mọc dung dịch với tiền chất có nồng độ 0,01 M nhiệt độ 70 oC (a,b), 80 oC (c,d) 90 oC (e,f) thời gian …………………………………………………………….52 Hình 2.18: Ảnh SEM nano ZnO mọc dung dịch với tiền chất có nồng độ 0,01 M nhiệt độ 90 oC thời gian (a,b) (c,d) (e,f) 53 Hình 2.19: Giản đồ nhiễu xạ tia X dây nano chế tạo theo phương pháp hóa ướt với thời gian phản ứng h .54 Hình 2.20: Phổ quang huỳnh quang dây nano ZnO chế tạo theo phương pháp hóa ướt với thời gian phản ứng h 55 Footer Page of 89 Header Page 10 of 89 Hình 2.21: Ảnh SEM cảm biến chế tạo cách mọc trực tiếp dây nano ZnO lên điện cực (a) phương pháp nhiệt độ với thời gian khác 15 phút (b); 30 phút (c); 120 phút (d) 56 Hình 2.22: Đặc trưng tính nhạy khí NO2 nhiệt độ làm việc 200 oC, 250 oC 300 o C cảm biến dây nano ZnO chế tạo trực tiếp lên điện cực theo phương pháp bốc bay nhiệt độ cao với thời gian 15 phút (a), 30 phút (b), 120 phút (c) 57 Hình 2.23: Đáp ứng nhạy khí cảm biến mọc trực tiếp lên điện cực theo phương pháp bốc bay nhiệt độ cao theo nhiệt độ (d), theo nồng độ NO2 (e) 58 Hình 2.24: Đặc tính chọn lọc khí cảm biến khí khác (f, g) 59 Hình 2.25: Rào hình thành cầu nối dây nano … 60 Hình 2.26: Các mô hình trạng thái tiếp xúc dây nano điện cực: (a) nối tắt từ lược tới lược khác (Shortcut), (b)tạo thành cầu nối đơn, đôi dây nano, (c) tạo thành mạng lưới cầu nối dây nano, (d) vừa tạo thành cầu nối đơn, vừa có nối tắt lược 61 Hình 2.27: Chế tạo cảm biến khí phiến silic (a); ảnh điện cực cảm biến có phủ lớp mầm ZnO (b); Cảm biến khí với lớp nhạy khí dây nano ZnO (c) .63 Hình 2.28: Ảnh FE-SEM nano ZnO mọc điện cực h (a), h (b) h (c) 64 Hình 2.29: Tính chất nhạy khí CO cảm biến thực hóa ướt h nhiệt độ làm việc khác nhau: 300 (a); 350 (b); 400 (c); 450 (d); độ đáp ứng (e) thời gian đáp ứng /hồi phục cảm biến theo nhiệt độ (f) 66 Hình 2.30:Tính chất nhạy khí nano ZnO chế tạo phương pháp hóa ướt với thời gian mọc khác h (a), h (b); h (c) khí CO nhiệt độ làm việc 400 oC đáp ứng cảm biến theo nồng độ khí CO (d) 67 Hình 2.31: Tính chất nhạy khí NH3 cảm biến thực hóa ướt h nhiệt độ làm việc khác nhau: 300 (a); 350 (b); 400 (c); 450 (d); độ đáp ứng (e) thời gian đáp ứng /hồi phục cảm biến theo nhiệt độ (f) 69 Hình 2.32: Tính chất nhạy khí NH3:đáp ứng cảm biến có thời gian phản ứng mọc nano ZnO h, h, h hàm nồng độ khí NH3 (a,b,c); So sánh đáp ứng nhạy khí cảm biến khí NH3 với thời gian mọc nano khác (d) 70 Footer Page 10 of 89 10 Header Page 119 of 89 Hướng nghiên cứu dự kiến: - Tiếp tục nghiên cứu công nghệ chế tạo, đóng gói cảm biến khí Nghiên cứu chế tạo hệ đa cảm biến đóng vai trò nhƣ mũi điện tử - Nghiên cứu chế tạo thiết bị cảm biến khí cầm tay, mạng lƣới cảm biến dùng giám sát môi trƣờng thông qua kết nối với mạng viễn thông nhƣ mạng điện thoại di động, mạng internet - Tiếp tục nghiên cứu chế tạo loại vật liệu khác, hệ vật liệu lai có kích thƣớc nano nhằm ứng dụng cảm biến khí - Nghiên cứu chế tạo cảm biến khí có độ chọn lọc, độ nhạy cao, thời gian đáp ứnghồi phục ngắn, độ bền cao theo thời gian hoạt động ổn định Footer Page 119 of 89 119 Header Page 120 of 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO [ 1] Ahn, M W., Park, K S., Heo, J H., Park, J G., Kim, D W., Choi, K J., … Hong, S H (2008) Gas sensing properties of defect-controlled ZnO-nanowire gas sensor Applied Physics Letters http://doi.org/10.1063/1.3046726 [ 2] Ahsanulhaq, Q., Umar, a, & Hahn, Y B (2007) Growth of aligned ZnO nanorods and nanopencils on ZnO/Si in aqueous solution: growth mechanism and structural and optical properties Nanotechnology http://doi.org/10.1088/0957-4484/18/11/115603 [ 3] Ashfold, M N R., Doherty, R P., Ndifor-Angwafor, N G., Riley, D J., & Sun, Y (2007) The kinetics of the hydrothermal growth of ZnO nanostructures Thin Solid Films http://doi.org/10.1016/j.tsf.2007.03.122 [ 4] Backbone, S., Cheng, C., Liu, B., Yang, H., Zhou, W., Sun, L., … Fan, H J (2009) Hierarchical Assembly of ZnO Nanostructures on SnO2 Backbone Nanowires: LowTemperature Hydrothermal Preparation and Optical Properties ACS Nano, 3(10), 3069– 3076 http://pubs.acs.org.sci-hub.io/doi/abs/10.1021/nn900848x [ 5] Bae, J., Song, M K., Park, Y J., Kim, J M., Liu, M., & Wang, Z L (2011) Fiber supercapacitors made of nanowire-fiber hybrid structures for wearable/flexible energy storage Angewandte Chemie International Edition http://doi.org/10.1002/anie.201006062 [ 6] Banerjee, D., Lao, J Y., Wang, D Z., Huang, J Y., Ren, Z F., Steeves, D., … Sennett, M (2003) Large-quantity free-standing ZnO nanowires Applied Physics Letters http://doi.org/10.1063/1.1609036 [ 7] Baruah, S., & Dutta, J (2009) Hydrothermal growth of ZnO nanostructures Science and Technology of Advanced Materials http://doi.org/10.1088/1468-6996/10/1/013001 [ 8] Baruah, S., & Dutta, J (2009b) pH-dependent growth of zinc oxide nanorods Journal of Crystal Growth http://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2009.01.135 [ 9] Batzill, M., & Diebold, U (2005) The surface and materials science of tin oxide Progress in Surface Science http://doi.org/10.1016/j.progsurf.2005.09.002 [ 10] Boyle, D S., Govender, K., & O’Brien, P (2002) Novel low temperature solution deposition of perpendicularly orientated rods of ZnO: substrate effects and evidence of the importance of counter-ions in the control of crystallite growth Chemical Communications http://doi.org/10.1039/b110079n [ 11] Bu, S., Cui, C., Wang, Q., & Bai, L (2008) Growth of ZnO Nanowires in Aqueous Solution by a Dissolution-Growth Mechanism Journal of Nanomaterials http://doi.org/10.1155/2008/610541 [ 12] Cao, H L., Qian, X F., Gong, Q., Du, W M., Ma, X D., & Zhu, Z K (2010) Shape-and size-controlled synthesis of nanometre ZnO from a simple solution route at room temperature http://doi.org/10.1088/0957-4484/17/15/002 [ 13] Cao, X., Zeng, H., Wang, M., Xu, X., Fang, M., Ji, S., & Zhang, L (2008) Large scale fabrication of quasi-aligned ZnO stacking nanoplates Journal of Physical Chemistry C http://doi.org/10.1021/jp800499r [ 14] Comini, E., Baratto, C., Faglia, G., Ferroni, M., Vomiero, a., & Sberveglieri, G (2009) Quasi-one dimensional metal oxide semiconductors: Preparation, characterization and application as chemical sensors Progress in Materials Science http://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2008.06.003 Footer Page 120 of 89 120 Header Page 121 of 89 [ 15] Chang, J F., Kuo, H H., Leu, I C., & Hon, M H (2002) The effects of thickness and operation temperature on ZnO:Al thin film CO gas sensor Sensors and Actuators B: Chemical http://doi.org/10.1016/S0925-4005(02)00034-5 [ 16] Chang, S J., Weng, W Y., Hsu, C L., & Hsueh, T J (2010) High sensitivity of a ZnO nanowire-based ammonia gas sensor with Pt nano-particles Nano Communication Networks http://doi.org/10.1016/j.nancom.2010.09.005 [ 17] Cheng, B., & Samulski, E T (2004) Hydrothermal synthesis of one-dimensional ZnO nanostructures with different aspect ratios Chemical Communications http://doi.org/10.1039/b316435g [ 18] Choi, K J., & Jang, H W (2010) One-dimensional oxide nanostructures as gassensing materials: Review and issues Sensors http://doi.org/10.3390/s100404083 [ 19] Choi, Y.-J., Hwang, I.-S., Park, J.-H J.-G., Choi, K J., Park, J.-H J.-G., Lee, J.-H., … Lee, J.-H (2008) Novel fabrication of an SnO2 nanowire gas sensor with high sensitivity Nanotechnology http://doi.org/10.1088/0957-4484/19/9/095508 [ 20] Datta, N., Ramgir, N., Kaur, M., Kailasa Ganapathi, S., Debnath, a K., Aswal, D K., & Gupta, S K (2012) Selective H2S sensing characteristics of hydrothermally grown ZnO-nanowires network tailored by ultrathin CuO layers Sensors and Actuators B: Chemical http://doi.org/10.1016/j.snb.2012.02.079 [ 21] Dem’yanets, L N., Kostomarov, D V., & Kuz’mina, I P (2002) Chemistry and kinetics of ZnO growth from alkaline hydrothermal solutions Inorganic Materials http://doi.org/10.1023/A:1014008909633 [ 22] Demianets, L., & Kostomarov, D (2001) Mechanism of zinc oxide single crystal growth under hydrothermal conditions Ann Chim Sci Mat http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0151910701900352 [ 23] Demianets, L N., Kostomarov, D V., Kuz’mina, I P., & Pushko, S V (2002) Mechanism of growth of ZnO single crystals from hydrothermal alkali solutions Crystallography Reports http://doi.org/10.1134/1.1529962 [ 24] Diagne, E H A., & Lumbreras, M (2001) Elaboration and characterization of tin oxide–lanthanum oxide mixed layers prepared by the electrostatic spray pyrolysis technique Sensors and Actuators B: Chemical http://doi.org/10.1016/S09254005(01)00797-3 [ 25] Donato, a., Della Corte, F., Gioffrè, M., Donato, N., Bonavita, a., Micali, G., & Neri, G (2009) RF sputtered ZnO–ITO films for high temperature CO sensors Thin Solid Films http://doi.org/10.1016/j.tsf.2009.04.006 [ 26] Fan, Z., & Lu, J G (2005) Zinc oxide nanostructures: synthesis and properties Journal of Nanoscience and Nanotechnology http://doi.org/10.1166/jnn.2005.182 [ 27] Fang, Y., Pang, Q., Wen, X., Wang, J., & Yang, S (2006) Synthesis of ultrathin ZnO nanofibers aligned on a zinc substrate Small http://doi.org/10.1002/smll.200500379 [ 28] Fortuna, S a, & Li, X (2010) Metal-catalyzed semiconductor nanowires: a review on the control of growth directions Semiconductor Science and Technology http://doi.org/10.1088/0268-1242/25/2/024005 [ 29] Gao, Y., Nagai, M., Chang, T C., & Shyue, J J (2007) Solution-derived ZnO nanowire array film as photoelectrode in dye-sensitized solar cells Crystal Growth and Design http://doi.org/10.1021/cg060934k [ 30] Gomez, J L., & Tigli, O (2013) Zinc oxide nanostructures: From growth to Footer Page 121 of 89 121 Header Page 122 of 89 application Journal of Materials Science http://doi.org/10.1007/s10853-012-6938-5 [ 31] Govender, K., Boyle, D S., Kenway, P B., & O’Brien, P (2004) Understanding the factors that govern the deposition and morphology of thin films of ZnO from aqueous solution Journal of Materials Chemistry http://doi.org/10.1039/B404784B [ 32] Greene, L E., Law, M., Goldberger, J., Kim, F., Johnson, J C., Zhang, Y., … Yang, P (2003) Low-temperature wafer-scale production of ZnO nanowire arrays Angewandte Chemie - International Edition http://doi.org/10.1002/anie.200351461 [ 33] Greene, L E., Law, M., Tan, D H., Montano, M., Goldberger, J., Somorjai, G., & Yang, P (2005) General route to vertical ZnO nanowire arrays using textured ZnO seeds Nano Letters http://doi.org/10.1021/nl050788p [ 34] Grigoropoulos, C P., & Sung, H J (2011) Nanoforest of Hydrothermally Grown Hierarchical ZnO Nanowires for High Effeciency Die-Sentizied Solar Cell Nano Letters http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl1037962 [ 35] Guo, L., Ji, Y L., Xu, H., Simon, P., & Wu, Z (2002) Regularly shaped, singlecrystalline ZnO nanorods with wurtzite structure Journal of the American Chemical Society http://doi.org/10.1021/ja027947g [ 36] Gurav, K V, Gang, M G., Shin, S W., Patil, U M., Deshmukh, P R., Agawane, G L., … Kim, J H (2014) Sensors and Actuators B : Chemical Gas sensing properties of hydrothermally grown ZnO nanorods with different aspect ratios Sensors & Actuators B http://doi.org/10.1016/j.snb.2013.08.069 [ 37] Hassan, J J., Mahdi, M a., Chin, C W., Abu-Hassan, H., & Hassan, Z (2013) A high-sensitivity room-temperature hydrogen gas sensor based on oblique and vertical ZnO nanorod arrays Sensors and Actuators B http://doi.org/10.1016/j.snb.2012.09.081 [ 38] Hemmati, S., Anaraki Firooz, A., Khodadadi, A A., & Mortazavi, Y (2011) Nanostructured SnO2–ZnO sensors: Highly sensitive and selective to ethanol Sensors and Actuators B http://doi.org/10.1016/j.snb.2011.09.065 [ 39] Heo, Y W., Norton, D P., Tien, L C., Kwon, Y., Kang, B S., Ren, F., … Laroche, J R (2004) ZnO nanowire growth and devices Materials Science and Engineering R: Reports http://doi.org/10.1016/j.mser.2004.09.001 [ 40] Her, Y.-C., Chiang, C.-K., Jean, S.-T., & Huang, S.-L (2012) Self-catalytic growth of hierarchical In2O3 nanostructures on SnO2 nanowires and their CO sensing properties Cryst Eng Comm http://doi.org/10.1039/c1ce06086d [ 41] Ho, J.-J., Fang, Y ., Wu, K ., Hsieh, W ., Chen, C ., Chen, G ., … Hwang, S (1998) High sensitivity ethanol gas sensor integrated with a solid-state heater and thermal isolation improvement structure for legal drink-drive limit detecting Sensors and Actuators B http://doi.org/10.1016/S0925-4005(98)00240-8 [ 42] Hou, X., Zhou, F., Sun, Y., & Liu, W (2007) Ultrasound-assisted synthesis of dentritic ZnO nanostructure in ionic liquid Materials Letters http://doi.org/10.1016/j.matlet.2006.07.133 [ 43] Hsiao, C.-S., Peng, C.-H., Chen, S.-Y., & Liou, S.-C (2006) Tunable growth of ZnO nanorods synthesized in aqueous solutions at low temperatures Journal of Vacuum Science & Technology B: Microelectronics and Nanometer Structures http://doi.org/10.1116/1.2163889 [ 44] Hsueh, T.-J., Hsu, C.-L., Chang, S.-J., & Chen, I.-C (2007) Laterally grown ZnO nanowire ethanol gas sensors Sensors and Actuators B Footer Page 122 of 89 122 Header Page 123 of 89 http://doi.org/10.1016/j.snb.2007.03.034 [ 45] Hsueh, T.-J J., Chang, S.-J J., Hsu, C.-L L., Lin, Y.-R R., & Chen, I.-C C (2007) Highly sensitive ZnO nanowire ethanol sensor with Pd adsorption Applied Physics Letters http://doi.org/10.1063/1.2757605 [ 46] Hu, Y., Lee, H., Kim, S., & Yun, M (2013) Sensors and Actuators B : Chemical A highly selective chemical sensor array based on nanowire / nanostructure for gas identification Sensors & Actuators B http://doi.org/10.1016/j.snb.2013.01.084 [ 47] Hua, G., Zhang, Y., Zhang, J., Cao, X., Xu, W., & Zhang, L (2008) Fabrication of ZnO nanowire arrays by cycle growth in surfactantless aqueous solution and their applications on dye-sensitized solar cells Materials Letters http://doi.org/10.1016/j.matlet.2008.06.018 [ 48] Hwang, I.-S., Choi, J.-K., Kim, S.-J., Dong, K.-Y., Kwon, J.-H., Ju, B.-K., & Lee, J.H (2009) Enhanced H2S sensing characteristics of SnO2 nanowires functionalized with CuO Sensors and Actuators B http://doi.org/10.1016/j.snb.2009.07.052 [ 49] Jeong, M., Oh, B., Nam, O., Kim, T., & Myoung, J (2006) Three-dimensional ZnO hybrid nanostructures for oxygen sensing application http://doi.org/10.1088/09574484/17/2/031 [ 50] Jia, X., & Fan, H (2010) Preparation and ethanol sensing properties of the superstructure SnO2/ZnO composite via alcohol-assisted hydrothermal route Materials Research Bulletin http://doi.org/10.1016/j.materresbull.2010.06.018 [ 51] Jinkawa, T., Sakai, G., Tamaki, J., Miura, N., & Yamazoe, N (2000) Relationship between ethanol gas sensitivity and surface catalytic property of tin oxide sensors modified with acidic or basic oxides Journal of Molecular Catalysis A: Chemical http://doi.org/10.1016/S1381-1169(99)00334-9 [ 52] Jung, S.-H., Oh, E., Lee, K.-H., Park, W., & Jeong, S.-H (2007) A Sonochemical Method for Fabricating Aligned ZnO Nanorods Advanced Materials http://doi.org/10.1002/adma.200601859 [ 53] Kar, S., Dev, A., & Chaudhuri, S (2006) Simple solvothermal route to synthesize ZnO nanosheets, nanonails, and well-aligned nanorod arrays Journal of Physical Chemistry B http://doi.org/10.1021/jp0629902 [ 54] Kawska, A., Duchstein, P., Hochrein, O., & Zahn, D (2008) Atomistic mechanisms of ZnO aggregation from ethanolic solution: Ion association, proton transfer, and selforganization Nano Letters http://doi.org/10.1021/nl801169x [ 55] Kim, D H., Yoon, J Y., Park, H C., & Kim, K H (2000) CO2 -sensing characteristics of SnO2 thick film by coating lanthanum oxide Sensors and Actuators B http://www.sciencedirect.com.sci-hub.io/science/article/pii/S0925400599003056 [ 56] Kim, H.-R., Choi, K.-I., Lee, J.-H., & Akbar, S a (2009) Highly sensitive and ultrafast responding gas sensors using self-assembled hierarchical SnO2 spheres Sensors and Actuators B http://doi.org/10.1016/j.snb.2008.11.016 [ 57] Kim, K.-W., Cho, P.-S., Kim, S.-J., Lee, J.-H., Kang, C.-Y., Kim, J.-S., & Yoon, S.J (2007) The selective detection of C2H5OH using SnO2–ZnO thin film gas sensors prepared by combinatorial solution deposition Sensors and Actuators B http://doi.org/10.1016/j.snb.2006.08.028 [ 58] Kolmakov, a., Klenov, D O., Lilach, Y., Stemmer, S., Moskovits, M., Moskovitst, M., … Moskovitst, M (2005) Enhanced gas sensing by individual SnO nanowires and Footer Page 123 of 89 123 Header Page 124 of 89 nanobelts functionalized with http://doi.org/10.1021/nl050082v Pd catalyst particles Nano Letters [ 59] Kolmakov, A (n.d.) Functionalizing Nanowires with Catalytic Nanoparticles for Gas Sensing Applications Journal of Nanoscience and Nanotechnology http://doi.org/10.1166/jnn.2008.N10 [ 60] Kolmakov, A., Chen, X., & Moskovits, M (2008) Functionalizing nanowires with catalytic nanoparticles for gas sensing application Journal of Nanoscience and Nanotechnology http://doi.org/10.1166/jnn.2008.N10 [ 61] Kolmakov, A., & Moskovits, M (2004) Chemical Sensing and Catalysis By OneDimensional Metal-Oxide Nanostructures Annual Review of Materials Research http://doi.org/10.1146/annurev.matsci.34.040203.112141 [ 62] Kuang, Q., Lao, C., Li, Z., Liu, Y., Xie, Z., Zheng, L., & Wang, Z L (2008) Enhancing the Photon- and Gas-Sensing Properties of a Single SnO2 Nanowire Based Nanodevice by Nanoparticle Surface Functionalization The Journal of Physical Chemmistry C http://doi.org/10.1021/jp802880c [ 63] Kumar, R., Al-Dossary, O., Kumar, G., & Umar, A (2014) Zinc Oxide Nanostructures for NO2 Gas–Sensor Applications: A Review Nano-Micro Letters http://doi.org/10.1007/s40820-014-0023-3 [ 64] Lao, J Y., Wen, J G., & Ren, Z F (2002) Hierarchical ZnO Nanostructures Nano Letters http://doi.org/10.1021/nl025753t [ 65] Lee, H U., Ahn, K., Lee, S J., Kim, J P., Kim, H G., Jeong, S Y., & Cho, C R (2011) ZnO nanobarbed fibers: Fabrication, sensing NO2 gas, and their sensing mechanism Applied Physics Letters http://doi.org/10.1063/1.3590202 [ 66] Lee, J (2009) Gas sensors using hierarchical and hollow oxide nanostructures: Overview Sensors and Actuators B: Chemical http://doi.org/10.1016/j.snb.2009.04.026 [ 67] Lee, J M., Park, J., Kim, S.-J S S., Lee, E., & Lee, W (2010) Ultra-sensitive hydrogen gas sensors based on Pd-decorated tin dioxide nanostructures: Room temperature operating sensors International Journal of Hydrogen Energy http://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2010.08.026 [ 68] Li, B., & Wang, Y (2010) Facile Synthesis and Enhanced Photocatalytic Performance of Flower-like ZnO Hierarchical Microstructures The Journal of Physical Chemistry C http://doi.org/10.1021/jp909478q [ 69] Li, L M., Du, Z F., & Wang, T H (2010) Enhanced sensing properties of defectcontrolled ZnO nanotetrapods arising from aluminum doping Sensors and Actuators B http://doi.org/10.1016/j.snb.2009.12.058 [ 70] Li, W.-J., Shi, E.-W., Zhong, W.-Z., & Yin, Z.-W (1999) Growth mechanism and growth habit of oxide crystals Journal of Crystal Growth http://doi.org/10.1016/S00220248(99)00076-7 [ 71] Li, Y.-J., Li, K.-M., Wang, C.-Y., Kuo, C.-I., & Chen, L.-J (2012) Low-temperature electrodeposited Co-doped ZnO nanorods with enhanced ethanol and CO sensing properties Sensors and Actuators B http://doi.org/10.1016/j.snb.2011.11.024 [ 72] Liu, B., & Zeng, H C (2003) Hydrothermal synthesis of ZnO nanorods in the diameter regime of 50 nm Journal of the American Chemical Society http://doi.org/Doi 10.1021/Ja0299452 [ 73] Liu, B., & Zeng, H C (2004) Room temperature solution synthesis of Footer Page 124 of 89 124 Header Page 125 of 89 monodispersed single-crystalline ZnO nanorods and derived hierarchical nanostructures Langmuir http://doi.org/10.1021/la035264o [ 74] Liu, J., Guo, Z., Meng, F., Jia, Y., Luo, T., & Li, M (2009) Novel Single-Crystalline Hierarchical Structured ZnO Nanorods Fabricated via a Wet-Chemical Route : Combined High Gas Sensing CRYSTAL GROW & DESIGN http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/cg8006298 [ 75] Liu, J., Huang, X., Li, Y., Ji, X., Li, Z., He, X., & Sun, F (2007) Vertically aligned 1D ZnO nanostructures on bulk alloy substrates: Direct solution synthesis, photoluminescence, and field emission Journal of Physical Chemistry C http://doi.org/10.1021/jp067782o [ 76] Liu, T Y., Liao, H C., Lin, C C., Hu, S H., & Chen, S Y (2006) Biofunctional ZnO nanorod arrays grown on flexible substrates Langmuir http://doi.org/10.1021/la052363o [ 77] Liu, W J., Zhang, J., Wan, L J., Jiang, K W., Tao, B R., Li, H L., … Tang, X D (2008) Dielectrophoretic manipulation of nano-materials and its application to micro/nano-sensors Sensors and Actuators B http://doi.org/10.1016/j.snb.2008.03.032 [ 78] Look, D C (2001) Recent advances in ZnO materials and devices Materials Science and Engineering B: Solid-State Materials for Advanced Technology http://doi.org/10.1016/S0921-5107(00)00604-8 [ 79] Lu, M P., Song, J., Lu, M Y., Chen, M T., Gao, Y., Chen, L J., & Wang, Z L (2009) Piezoelectric nanogenerator using p-type ZnO nanowire arrays Nano Letters http://doi.org/10.1021/nl900115y [ 80] Lupan, O., Chow, L., Pauporté, T., Ono, L K., Cuenya, B R., & Chai, G (2012) Sensors and Actuators B : Chemical Highly sensitive and selective hydrogen singlenanowire nanosensor Sensors & Actuators B http://doi.org/10.1016/j.snb.2012.07.111 [ 81] Lyu, S C., Zhang, Y., Ruh, H., Lee, H.-J., Shim, H.-W., Suh, E.-K., & Lee, C J (2002) Low temperature growth and photoluminescence of well-aligned zinc oxide nanowires Chemical Physics Letters http://doi.org/10.1016/S0009-2614(02)01145-4 [ 82] Ma, S., Li, R., Lv, C., Xu, W., & Gou, X (2011) Facile synthesis of ZnO nanorod arrays and hierarchical nanostructures for photocatalysis and gas sensor applications Journal of Hazardous Materials http://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2011.05.082 [ 83] Ma, T., Guo, M., Zhang, M., Zhang, Y., & Wang, X (2007) Density-controlled hydrothermal growth of well-aligned ZnO nanorod arrays Nanotechnology http://doi.org/10.1088/0957-4484/18/3/035605 [ 84] Manekkathodi, A., Lu, M Y., Wang, C W., & Chen, L J (2010) Direct growth of aligned zinc oxide nanorods on paper substrates for low-cost flexible electronics Advanced Materials http://doi.org/10.1002/adma.201001289 [ 85] Manna, L., Milliron, D J., Meisel, A., Scher, E C., & Alivisatos, a P (2003) Controlled growth of tetrapod-branched inorganic nanocrystals Nature Materials http://doi.org/10.1038/nmat902 [ 86] Manoilova, O V, Podkolzin, S G., Tope, B., Lercher, J., Stangland, E E., Goupil, J., & Weckhuysen, B M (2004) Surface Acidity and Basicity of La2O3, LaOCl , and LaCl3 Characterized by IR Spectroscopy , TPD , and DFT Calculations Journal of Physical Chemmistry B http://doi/10.1021/jp040311m [ 87] Marsal, a, Cornet, a, & Morante, J (2003) Study of the CO and humidity Footer Page 125 of 89 125 Header Page 126 of 89 interference in La doped tin oxide CO2 gas sensor Sensors and Actuators B http://doi.org/10.1016/S0925-4005(03)00461-1 [ 88] Marsal, a., Dezanneau, G., Cornet, a., & Morante, J R (2003) A new CO2 gas sensing material Sensors and Actuators B: Chemical http://doi.org/10.1016/S09254005(03)00443-X [ 89] Marsal, a., Rossinyol, E., Bimbela, F., Tellez, C., Coronas, J., Cornet, a., & Morante, J R (2005) Characterisation of LaOCl sensing materials using CO2-TPD, XRD, TEM and XPS Sensors and Actuators B http://doi.org/10.1016/j.snb.2005.03.022 [ 90] Mizuno, N., Yoshioka, T., Kato, K., & Iwamoto, M (1993a) CO2-sensing characteristics of SnO2 element modified by La2O3 Sensors and Actuators B: Chemical http://doi.org/10.1016/0925-4005(93)85430-I [ 91] Mondal, B., Basumatari, B., Das, J., Roychaudhury, C., Saha, H., & Mukherjee, N (2014) ZnO–SnO2 based composite type gas sensor for selective hydrogen sensing Sensors and Actuators B http://doi.org/10.1016/j.snb.2013.12.093 [ 92] Na, C W., Woo, H., & Lee, J (2012a) Design of highly sensitive volatile organic compound sensors by controlling NiO loading on ZnO nanowire networks RSC Advances http://doi.org/10.1039/c1ra01001h [ 93] Na, C W., Woo, H.-S., Kim, I.-D., & Lee, J.-H (2011) Selective detection of NO2 and C2H5OH using a Co3O4-decorated ZnO nanowire network sensor Chemical Communications http://doi.org/10.1039/c0cc05256f [ 94] Na, C W., Woo, H.-S., & Lee, J.-H (2012b) Design of highly sensitive volatile organic compound sensors by controlling NiO loading on ZnO nanowire networks RSC Advances http://doi.org/10.1039/c1ra01001h [ 95] Na, J., Gong, B., Scarel, G., & Parsons, G N (2009) Surface Polarity Shielding and hiearchiacal ZnO nano-architectures produced using sequential hydrothermal crystal synthesis and thin films atamic layer deposition Journal of Physical Chemmistry B http://doi/10.1021/jp040311m [ 96] Nguyen Van Hieu *, Dang Thi Thanh Le , Nguyen Duc Khoang , Nguyen Van Quy and Nguyen Duc Hoa Phuong Dinh Tam and Anh-Tuan Le Tran Trung (2011) A comparative study on the NH3 gas-sensing properties of ZnO , SnO2 , and WO3 nanowires International Journal of Nanotechnology 8, 174–187 http://doi/10.1504/IJNT.2011.038195 [ 97] Ngo-Duc, T., Singh, K., Meyyappan, M., & Oye, M M (2012) Vertical ZnO nanowire growth on metal substrates Nanotechnology http://doi.org/10.1088/09574484/23/19/194015 [ 98] Pan, X., Liu, X., Bermak, A., & Fan, Z (2013) Self-gating effect induced large performance improvement of ZnO nanocomb gas sensors ACS Nano http://doi.org/10.1021/nn4040074 [ 99] Pan, Z W., Dai, Z R., & Wang, Z L (2001) Nanobelts of Semiconducting Oxides Science 291(March) http://doi.org/10.1126/science.1058120 [ 100] Pawar, R C., Shaikh, J S., Moholkar, a V., Pawar, S M., Kim, J H., Patil, J Y., … Patil, P S (2010) Surfactant assisted low temperature synthesis of nanocrystalline ZnO and its gas sensing properties Sensors and Actuators B: Chemical http://doi.org/10.1016/j.snb.2010.09.019 [ 101] Postels, B., Wehmann, H.-H., Bakin, a, Kreye, M., Fuhrmann, D., Blaesing, J., … Waag, a (2007) Controlled low-temperature fabrication of ZnO nanopillars with a wet- Footer Page 126 of 89 126 Header Page 127 of 89 chemical approach Nanotechnology http://doi.org/10.1088/0957-4484/18/19/195602 [ 102] Qian, L H., Wang, K., Li, Y., Fang, H T., Lu, Q H., & Ma, X L (2006) CO sensor based on Au-decorated SnO2 nanobelt Materials Chemistry and Physics http://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2005.12.009 [ 103] Qin, L., Xu, J., Dong, X., Pan, Q., Cheng, Z., Xiang, Q., & Li, F (2008) The template-free synthesis of square-shaped SnO2 nanowires: the temperature effect and acetone gas sensors Nanotechnology http://doi.org/10.1088/0957-4484/19/18/185705 [ 104] Qin, Y., Wang, X., & Wang, Z L (2008) Microfibre-nanowire hybrid structure for energy scavenging Nature http://doi.org/10.1038/nature06601 [ 105] Qin, Y., Yang, R., & Wang, Z L (2008) Growth of Horizonatal ZnO Nanowire Arrays on Any Substrate Growth of Horizonatal ZnO Nanowire Arrays on Any Substrate Journal of Physical Chemmistry B http://doi/10.1021/jp808869j [ 106] Qiu, J., Li, X., He, W., Park, S.-J., Kim, H.-K., Hwang, Y.-H., … Kim, Y.-D (2009) The growth mechanism and optical properties of ultralong ZnO nanorod arrays with a high aspect ratio by a preheating hydrothermal method Nanotechnology http://doi.org/10.1088/0957-4484/20/15/155603 [ 107] Richardson, J J., & Lange, F F (2009) Controlling Low Temperature Aqueous Synthesis of ZnO CRYTAL GROW & DESIGN http://doi/10.1021/cg900083s [ 108] Sen, S., Kanitkar, P., Sharma, A., Muthe, K P., Rath, A., Deshpande, S K., … Yakhmi, J V (2010) Growth of SnO2/W18O49 nanowire hierarchical heterostructure and their application as chemical sensor Sensors and Actuators B http://doi.org/10.1016/j.snb.2010.04.016 [ 109] Shen, Y., Yamazaki, T., Liu, Z., Meng, D., & Kikuta, T (2009) Hydrogen sensors made of undoped and Pt-doped SnO2 nanowires Journal of Alloys and Compounds http://doi.org/10.1016/j.jallcom.2009.08.124 [ 110] Shen, Y., Yamazaki, T., Liu, Z., Meng, D., Kikuta, T., Nakatani, N., … Mori, M (2009) Microstructure and H2 gas sensing properties of undoped and Pd-doped SnO2 nanowires Sensors and Actuators B http://doi.org/10.1016/j.snb.2008.09.010 [ 111] Shi, L., Bao, K., Cao, J., & Qian, Y (2009) Sunlight-assisted fabrication of a hierarchical ZnO nanorod array structure CrystEngComm http://doi.org/10.1039/b907231b [ 112] Singh, N., Gupta, R K., & Lee, P S (2011) Gold-Nanoparticle-Functionalized In2O3 Nanowires as CO Gas Sensors with a Significant Enhancement in Response Applied Materials & Interfaces, 2246–2252 http://doi/10.1021/am101259t [ 113] Song, H S., Zhang, W J., Cheng, C., Tang, Y B., Luo, L B., Chen, X., … Lee, S T (2011) Controllable fabrication of three-dimensional radial ZnO Nanowire/silicon microrod hybrid architectures Crystal Growth and Design http://doi.org/10.1021/cg101062e [ 114] Song, Xiaofeng Wang, Zhaojie Liu, Yongben Wang, Ce And Li, L (2009) A highly sensitive ethanol sensor based on mesoporous ZnO-SnO2 nanofiber Nanotechnology http://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2011.08.021 [ 115] Soyoon, S., Ramadoss, A., Saravanakumar, B., & Kim, S J (2014) Novel Cu/CuO/ZnO hybrid hierarchical nanostructures for non-enzymatic glucose sensor application Journal of Electroanalytical Chemistry http://doi.org/10.1016/j.jelechem.2014.01.012 Footer Page 127 of 89 127 Header Page 128 of 89 [ 116] Steiner, K., & Hoefer, U (1995) Ca- and Pt-catalysed thin-film SnOz gas sensors for CO and CO2 detection Sensors and Actuator B: Chemical, 25, 529–531 http://doi.org/10.1016/0925-4005(95)85114-3 [ 117] Sun, H., Luo, M., Weng, W., Cheng, K., Du, P., Shen, G., & Han, G (2008) Position and density control in hydrothermal growth of ZnO nanorod arrays through preformed micro/nanodots Nanotechnology http://doi.org/10.1088/0957-4484/19/39/395602 [ 118] Sun, Z.-P., Liu, L., Zhang, L., & Jia, D.-Z (2006) Rapid synthesis of ZnO nanorods by one-step, room-temperature, solid-state reaction and their gas-sensing properties Nanotechnology http://doi.org/10.1088/0957-4484/17/9/032 [ 119] Sysoev, V V, Goschnick, J., Schneider, T., Strelcov, E., & Kolmakov, A (2007) A Gradient Microarray Electronic Nose Based on Percolating SnO2 Nanowire Sensing Elements Nano LETTERS http://doi/10.1021/nl071815%2B [ 120] Sysoev, V V., Schneider, T., Goschnick, J., Kiselev, I., Habicht, W., Hahn, H., … Kolmakov, A (2009) Percolating SnO2 nanowire network as a stable gas sensor: Direct comparison of long-term performance versus SnO2 nanoparticle films Sensors and Actuators B http://doi.org/10.1016/j.snb.2009.03.065 [ 121] Szabo, N., Lee, C., Trimboli, J., Figueroa, O., & Ramamoorthy, R (2003) Ceramic-based chemical sensors , probes and field-tests in automobile engines Journal of Materials Science, 8, 4239–4245 http://link.springer.com/article/10.1023/A:1026314511458 [ 122] Tak, Y., & Yong, K (2005) Controlled growth of well-aligned ZnO nanorod array using a novel solution method The Journal of Physical Chemistry B http://doi.org/10.1021/jp0538767 [ 123] Thanh Le, D T., Trung, D D., Chinh, N D., Thanh Binh, B T., Hong, H S., Van Duy, N., … Van Hieu, N (2013) Facile synthesis of SnO2-ZnO core-shell nanowires for enhanced ethanol-sensing performance Current Applied Physics http://doi.org/10.1016/j.cap.2013.06.024 [ 124] Thong, L V., Hoa, N D., Le, D T T., Viet, D T., Tam, P D., Le, A.-T., & Hieu, N Van (2010) On-chip fabrication of SnO2-nanowire gas sensor: The effect of growth time on sensor performance Sensors and Actuators B http://doi.org/10.1016/j.snb.2010.02.054 [ 125] Thong, L V., Loan, L T N., & Van Hieu, N (2010) Comparative study of gas sensor performance of SnO2 nanowires and their hierarchical nanostructures Sensors and Actuators B http://doi.org/10.1016/j.snb.2010.07.033 [ 126] T E Naoki Yoshii (2008) Controlled Structure of Zinc Oxide by Means of Side Flow Type MOCVD The Electrochemical Society, 16(12), 3–11 http://ecst.ecsdl.org/content/16/12/3.full.pdf+html [ 127] Trung, D D., Toan, L D., Hong, H S., Lam, T D., Trung, T., & Van Hieu, N (2012) Selective detection of carbon dioxide using LaOCl-functionalized SnO₂ nanowires for air-quality monitoring Talanta http://doi.org/10.1016/j.talanta.2011.10.024 [ 128] Unalan, H E., Hiralal, P., Rupesinghe, N., Dalal, S., Milne, W I., & Amaratunga, G a J (2008) Rapid synthesis of aligned zinc oxide nanowires Nanotechnology http://doi.org/10.1088/0957-4484/19/25/255608 [ 129] Van Hieu, N., & Duc Chien, N (2008) Low-temperature growth and ethanolsensing characteristics of quasi-one-dimensional ZnO nanostructures Physica B: Condensed Matter http://doi.org/10.1016/j.physb.2007.08.006 Footer Page 128 of 89 128 Header Page 129 of 89 [ 130] Van Hieu, N., Kim, H.-R., Ju, B.-K., & Lee, J.-H (2008) Enhanced performance of SnO2 nanowires ethanol sensor by functionalizing with La2O3 Sensors and Actuators B http://doi.org/10.1016/j.snb.2008.02.018 [ 131] Van Hieu, N., Thi Hong Van, P., Tien Nhan, L., Van Duy, N., & Duc Hoa, N (2012) Giant enhancement of H2S gas response by decorating n-type SnO2 nanowires with p-type NiO nanoparticles Applied Physics Letters http://doi.org/10.1063/1.4772488 [ 132] Vayssieres, L (2003) Growth of arrayed nanorods and nanowires of ZnO from aqueous solutions Advanced Materials http://doi.org/10.1002/adma.200390108 [ 133] Vayssieres, L., Keis, K., Lindquist, S.-E., & Hagfeldt, A (2001) Purpose-Built Anisotropic Metal Oxide Material : 3D Highly Oriented Microrod Array of ZnO The Journal of Physical Chemistry B http://doi.org/10.1021/jp010026s [ 134] Viswanatha, R., Amenitsch, H., & Sarma, D D (2007) Growth kinetics of ZnO nanocrystals: A few surprises Journal of the American Chemical Society http://doi.org/10.1021/ja068161b [ 135] Vlachos, D ., Papadopoulos, C ., & Avaritsiotis, J (1997) Characterisation of the catalyst-semiconductor interaction mechanism in metal-oxide gas sensors Sensors and Actuators B http://doi.org/10.1016/S0925-4005(97)00150-0 [ 136] Wan, Q., Huang, J., Xie, Z., Wang, T., Dattoli, E N., & Lu, W (2008) Branched SnO2 nanowires on metallic nanowire backbones for ethanol sensors application Applied Physics Letters http://doi.org/10.1063/1.2890735 [ 137] Wan, Q., Lin, C L., Yu, X B., & Wang, T H (2004) Room-temperature hydrogen storage characteristics of ZnO nanowires Applied Physics Letters http://doi.org/10.1063/1.1637939 [ 138] Wang, B., Zhu, L F., Yang, Y H., Xu, N S., & Yang, G W (2008) Fabrication of a SnO2 Nanowire Gas Sensor and Sensor Performance for Hydrogen Joural of Physical Chemmistry B, 6643–6647 http://doi.org/10.1021/jp8003147 [ 139] Wang, H., Sun, Z., Lu, Q., Zeng, F., & Su, D (2012) One-pot synthesis of (Au nanorod)-(metal sulfide) core-shell nanostructures with enhanced gas-sensing property Small http://doi.org/10.1002/smll.201102287 [ 140] Wang, J X., Sun, X W., Yang, Y., Huang, H., Lee, Y C., Tan, O K., & Vayssieres, L (2006) Hydrothermally grown oriented ZnO nanorod arrays for gas sensing applications Nanotechnology http://doi.org/10.1088/0957-4484/17/19/037 [ 141] Wang, N., Cai, Y., & Zhang, R Q (2008) Growth of nanowires Materials Science and Engineering R: Reports http://doi.org/10.1016/j.mser.2008.01.001 [ 142] Wang, N., Sun, C., Zhao, Y., Zhou, S., Chen, P., & Jiang, L (2008) Fabrication of three-dimensional ZnO/TiO2 heteroarchitectures via a solution process Journal of Materials Chemistry http://doi.org/10.1039/b809385g [ 143] Wang, W., Xu, C., Wang, G., Liu, Y., & Zheng, C (2002) Synthesis and Raman scattering study of rutile SnO2 nanowires Journal of Applied Physic http://doi.org/10.1063/1.1497718 [ 144] Wang, W.-W., Zhu, Y.-J., & Yang, L.-X (2007) ZnO–SnO2 Hollow Spheres and Hierarchical Nanosheets: Hydrothermal Preparation, Formation Mechanism, and Photocatalytic Properties Advanced Functional Materials http://doi.org/10.1002/adfm.200600431 [ 145] Wang, Z L (2004) Functional oxide nanobelts: materials, properties and potential Footer Page 129 of 89 129 Header Page 130 of 89 applications in nanosystems and biotechnology Annual Review of Physical Chemistry http://doi.org/10.1146/annurev.physchem.55.091602.094416 [ 146] Wang, Z L (2009) Ten years’ venturing in ZnO nanostructures: From discovery to scientific understanding and to technology applications Chinese Science Bulletin http://doi.org/10.1007/s11434-009-0456-0 [ 147] Weintraub, B., Deng, Y., & Wang, Z L (2007) Position-Controlled Seedless Growth of ZnO Nanorod Arrays on a Polymer Substrate via Wet Chemical Synthesis Journal of Physical Chemistry C http://doi.org/10.1021/jp073806v [ 148] Woo, H.-S., Kwak, C.-H., Kim, I.-D., & Lee, J.-H (2014) Selective, sensitive, and reversible detection of H2S using Mo-doped ZnO nanowire network sensors Journal of Materials Chemistry A http://doi.org/10.1039/c4ta00387j [ 149] Xu, C., Shin, P., Cao, L., & Gao, D (2010) Preferential Growth of Long ZnO Nanowire Array and Its Application in Dye-Sensitized Solar Cells The Journal of Physical Chemistry C http://doi.org/10.1021/jp9085415 [ 150] Xu, S., Adiga, N., Ba, S., Dasgupta, T., Wu, J., & Wang, Z L (2009) Optimizing and improving the growth quality of ZnO nanowire arrays guided by statistical design of experiments ACS Nano http://doi.org/10.1021/nn900523p [ 151] Xu, S., Lao, C., Weintraub, B., & Lin, Z (2008) Density-controlled growth of aligned ZnO nanowire arrays J Mater Res.,Vol 30 , No 8, Aug 2008, Vol 23(100), 2072– 2077 http://doi.org/10.1557/JMR.2008.0274 [ 152] Xu, S., Shen, Y., Ding, Y., & Wang, Z L (2010) Growth and transfer of monolithic horizontal ZnO nanowire superstructures onto flexible substrates Advanced Functional Materials http://doi.org/10.1002/adfm.201000230 [ 153] Xu, S., Wei, Y., Liu, J., Yang, R., & Wang, Z L (2008) Integrated multilayer nanogenerator fabricated using paired nanotip-to-nanowire brushes Nano Letters http://doi.org/10.1021/nl8027813 [ 154] Xue, X., Xing, L., Chen, Y., Shi, S., Wang, Y., & Wang, T (2008) Synthesis and H S Sensing Properties of CuO-SnO2 Core / Shell PN-Junction Nanorods Energy http://doi.org/10.1021/jp8037818 [ 155] Yamabi, S., & Imai, H (2002) Growth conditions for wurtzite zinc oxide films in aqueous solutions Journal of Materials Chemistry http://doi.org/10.1039/b205384e [ 156] Yamazoe, N (2005) Toward innovations of gas sensor technology Sensors and Actuators B http://doi.org/10.1016/j.snb.2004.12.075 [ 157] Yang, C., Cao, X., Wang, S., Zhang, L., Xiao, F., Su, X., & Wang, J (2015) Complex-directed hybridization of CuO/ZnO nanostructures and their gas sensing and photocatalytic properties Ceramics International http://doi.org/10.1016/j.ceramint.2014.09.120 [ 158] Yang, J., Hidajat, K., & Kawi, S (2008) Synthesis of nano-SnO2/SBA-15 composite as a highly sensitive semiconductor oxide gas sensor Materials Letters http://doi.org/10.1016/j.matlet.2007.08.081 [ 159] Yang, P., Yan, H., Mao, S., Russo, R., Johnson, J., Saykally, R., … Choi, H.-J (2002) Controlled Growth of ZnO Nanowires and Their Optical Properties Advanced Functional Materials http://doi.org/10.1002/1616-3028(20020517)12:53.0.CO;2-G [ 160] Yi, G.-C., Wang, C., & Park, W Il (2005) ZnO nanorods: synthesis, Footer Page 130 of 89 130 Header Page 131 of 89 characterization and applications Semiconductor http://doi.org/10.1088/0268-1242/20/4/003 Science and Technology [ 161] Yin, M., Gu, Y., Kuskovsky, I L., Andelman, T., Zhu, Y., Neumark, G F., & O’Brien, S (2004) Zinc oxide quantum rods Journal of the American Chemical Society http://doi.org/10.1021/ja031696+ [ 162] Yoshii, N., Nakamura, A., Hosaka, S., & Temmyo, J (2009) Investigation of Morphology and Crystallinity of ZnO Crystal Formed by Side-Flow-Type MOCVD Journal of The Electrochemical Society http://doi.org/10.1149/1.3121225 [ 163] Yu, J H., & Choi, G M (2001) Selective CO gas detection of CuO- and ZnOdoped SnO2 gas sensor Sensors and Actuators, B http://doi.org/10.1016/S09254005(00)00742-5 [ 164] Zang, J., Li, C M., Cui, X., Wang, J., Sun, X., Dong, H., & Sun, C Q (2007) Tailoring Zinc Oxide Nanowires for High Performance Amperometric Glucose Sensor Electroanalysis http://doi.org/10.1002/elan.200603808 [ 165] Zhai, T., Fang, X., Liao, M., Xu, X., Zeng, H., Yoshio, B., & Golberg, D (2009) A comprehensive review of one-dimensional metal-oxide nanostructure photodetectors Sensors http://doi.org/10.3390/s90806504 [ 166] Zhang, D., Liu, Z., Li, C., Tang, T., Liu, X., Han, S., … Zhou, C (2004) Detection of NO2 down to ppb Levels Using Individual and Multiple In2O3 Nanowire Devices Nano Letters http://doi.org/10.1021/nl0489283 [ 167] Zhang, D., Sun, L., Jia, C., Yan, Z., You, L., & Yan, C (2005) Hierarchical Assembly of SnO2 Nanorod Arrays on r -Fe2O3 Nanotubes : A Case of Interfacial Lattice Compatibility J/A/C/S Communications, 13492–13493 http://doi/10.1021/ja054771k [ 168] Zhang, J., Sun, L., Yin, J., Su, H., Liao, C., & Yan, C (2002) Control of ZnO morphology via a simple solution route Chemistry of Materials http://doi.org/10.1021/cm020077h [ 169] Zhang, J., Wang, S., Xu, M., Wang, Y., Zhu, B., Zhang, S., … Wu, S (2009) Hierarchically Porous ZnO Architectures for Gas Sensor Application Crystal Growth & Design http://doi.org/10.1021/cg900269a [ 170] Zhang, N., Yu, K., Li, Q., Zhu, Z Q., & Wan, Q (2008) Room-temperature highsensitivity H2S gas sensor based on dendritic ZnO nanostructures with macroscale in appearance Journal of Applied Physics http://doi.org/10.1063/1.2924430 [ 171] Zhang, Y., Xu, J., Xiang, Q., Li, H., Pan, Q., & Xu, P (2009) Brush-Like Hierarchical ZnO Nanostructures: Synthesis, Photoluminescence and Gas Sensor Properties The Journal of Physical Chemistry C http://doi.org/10.1021/jp8092258 [ 172] Zhang, Y., Xu, J., Xu, P., Zhu, Y., Chen, X., & Yu, W (2010) Decoration of ZnO nanowires with Pt nanoparticles and their improved gas sensing and photocatalytic performance Nanotechnology http://doi.org/10.1088/0957-4484/21/28/285501 [ 173] Zhou, J., Ding, Y., Deng, S Z., Gong, L., Xu, N S., & Wang, Z L (2005) ThreeDimensional Tungsten Oxide Nanowire Networks Advanced Materials http://doi.org/10.1002/adma.200500885 [ 174] Zhou, W., Zhang, X., Zhao, D., Gao, M., & Xie, S (2013) ZnO nanorods: morphology control, optical properties, and nanodevice applications Science China Physics, Mechanics and Astronomy http://doi.org/10.1007/s11433-013-5350-8 [ 175] Zhou, Z., & Deng, Y (2009) Kinetics study of ZnO nanorod growth in solution Footer Page 131 of 89 131 Header Page 132 of 89 Journal of Physical Chemistry C http://doi.org/10.1021/jp907418z [ 176] Zhou, Z., Zhan, C., Wang, Y., Su, Y., Yang, Z., & Zhang, Y (2011) Rapid mass production of ZnO nanowires by a modified carbothermal reduction method Materials Letters http://doi.org/10.1016/j.matlet.2010.12.032 [ 177] Zhu, L F., She, J C., Luo, J Y., Deng, S Z., Chen, J., Ji, X W., & Xu, N S (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 http://doi.org/10.1016/j.snb.2010.10.047 Footer Page 132 of 89 132 Header Page 133 of 89 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN [1] Do Cong Minh, Le Duc Toan, Ha Thi Hai Yen, Dang Thi Thanh Le, Nguyen Duc Khoang , Mai Anh Tuan, Nguyen Van Quy, Nguyen Van Hieu*, “Effect of growth temperature on the zinc oxide nanowires prepared by thermal evaporation method: a study in gas and visible light sensing properties”, Hội nghị Vật lý chât rắn Khoa học vật liệu toàn quôc lân thứ (SPMS-2009) - Đà Nẵng 8-10/11/2009 [2] Nguyen Van Hieu*, Le Thi Ngoc Loan, Nguyen Duc Khoang, Nguyen Tuan Minh, Do Thanh Viet, Tran Trung, Nguyen Duc Chien, “A facile thermal evaporation route for large-area synthesis of tin oxide nanowires: characterizations and their use for liquid petroleum gas sensor”, Current Applied Physics, 10 (2010) 636-641 (IF2014: 2.21) [3] Nguyen Van Hieu*, Dang Thi Thanh Le, Le Thi Ngoc Loan, Nguyen Duc Khoang, Nguyen Van Quy, Nguyen Duc Hoa, Phuong Dinh Tam, Anh-Tuan Le, Tran Trung, “A comparative study on the NH3 gas-sensing properties of ZnO, SnO2, and WO3 nanowires”, Int J Nanotechnology, (2011) 174-187 (IF2014:1.0) [4] Nguyen Duc Khoang1*, Nguyen Trong Quang2, Le Duy Duc1, Nguyen Van Duy1, Tran Trung2, Nguyen Van Hieu1* “On chip fabricated nano copper oxide for CO and CO2 gas sensor”, The 6th Vietnam-Korea International Joint Symposium on Advanced Materials and Their Processing - Hanoi, Vietnam - November 14-15, 2011 [5] Dang Thi Thanh Le1*, Nguyen Duc Khoang, Pham Thanh Huy, Nguyen Van Duy, Nguyen Van Hieu, “Investigation of onchip grown ZnO nanowires for NH3 sensing application” International Conference on Advanced Materials and Nanotechnology (ICAMN), ISBN: 978-604-911-247-8, Hanoi, 2012 (238-241) [6] Nguyen Duc Khoang, Do Dang Trung, Nguyen Van Duy, Nguyen Duc Hoa, Nguyen Van Hieu*, "Design of SnO2/ZnO hierarchical nanostructures for enhanced ethanol gas-sensing performance", Sensors and Actuators B, 174 (2012) 594-601 (IF2014: 4.09) [7] Nguyen Duc Khoang, Hoang Si Hong*, Do Dang Trung, Nguyen Van Duy, Nguyen Duc Hoa, Dao Duc Thinh, Nguyen Van Hieu*, "On-chip growth of waferscale planar-type ZnO nanorods sensors for effective detection of CO gas", Sensors and Actuators B, 181 (2013) 529-536 (IF2011:4.09) [8] Nguyen Van Hieu*, Nguyen Duc Khoang, Do Dang Trung, Le Duc Toan, Nguyen Van Duy, Nguyen Duc Hoa, “Comparative study on CO2 and CO sensing performance of LaOCl-coated ZnO nanowires”, J Hazardous Materials, 244245 (2013) 209-216 (IIF2011:4.52) Footer Page 133 of 89 133 ... II Chế tạo chế mọc dây nano ZnO phƣơng pháp bốc bay nhiệt 18 III Chế tạo chế mọc nano ZnO phƣơng pháp hóa ƣớt 21 IV Một số phƣơng pháp chế tạo vật liệu lai dây nano 29 V Ứng dụng thanh, dây. .. để ứng dụng cho cảm biến khí nhƣ khí ga, NH3 cồn Nhƣ vậy, vấn đề nghiên cứu ứng dụng dây, nano ZnO cấu trúc lai chúng cho cảm biến khí đƣợc thực nhiều nhóm nghiên cứu nƣớc Trên giới, việc nghiên. .. bán dẫn trạng thái riêng lẻ Trên sở chọn đề tài Nghiên cứu chế tạo thanh, dây nano ZnO vật liệu lai ZnO- SnO2, ZnO- LaOCl nhằm ứng dụng cho cảm biến khí Mục tiêu luận án Luận án đặt mục tiêu sau: