nano oxit kim loại bán dẫn cấu trúc dị thể
Cảm biến khí kiểu điện trở dựa trên cơ sở oxit kim loại bán dẫn là thiết bị ở trạng thái rắn được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng từ sức khỏe và an toàn (chẩn đoán y tế, giám sát chất lượng không khí, chế biến thực phẩm và phát hiện khí độc, dễ cháy, nổ) đến hiệu quả năng lượng và kiểm soát khí thải. Các cảm biến này hấp dẫn vì độ nhạy cao với nhiều loại khí, giá thành rẻ, đơn giản và tương thích với các thiết bị điện tử hiện đại. Cảm biến khí loại này thường được thiết kế nhỏ, di động và tích hợp dễ dàng với môi trường và trong ứng dụng của chúng. Tuy nhiên, cảm biến khí kiểu điện trở thường có nhược điểm là tính chọn lọc kém giữa các khí, trong hỗn hợp nhiều loại khí có thể gây ra sự thay đổi điện trở, khiến cho một cảm biến không thể xác định đúng loại khí [26]. Do vậy việc cải thiện tính chất nhạy khí và độ chọn lọc của cảm biến là cần thiết.
Các vật liệu nano như dây nano, thanh nano và hạt nano đã chiếm ưu thế trong nghiên cứu ở lĩnh vực cảm biến khí do diện tích bề mặt lớn của chúng tạo điều kiện cho các phản ứng bề mặt. Các nghiên cứu trước đây cũng đã chỉ ra rằng việc kết hợp hai hoặc nhiều oxit kim loại để tạo thành một lớp tiếp xúc dị thể có thể có tác động mạnh mẽ đến tính chất nhạy khí, đặc biệt là độ chọn lọc khí của cảm biến [26]. Trong lĩnh vực cảm biến khí các nghiên cứu tập trung vào các chuyển tiếp dị thể giữa các oxit kim loại bán dẫn cùng loại hạt tải n- n (p -p) và khác loại hạt tải n -p trong các dạng composite, pha tạp, cấu trúc lõi-vỏ hoặc các đảo xúc tác nằm trong vật liệu nền [40-44], [74]. Đặc biệt cấu trúc nano dị thể dây-dây cho thấy có khả năng tiếp cận khí tại tiếp xúc giữa hai dây nano cao hơn so với các cấu trúc chuyển tiếp dị thể truyền thống.
28