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新消息丨昆理工等在半导体室温气体传感研究方面取得重要进展
2023-06-27
【资料图】
近日，昆明理工大学冶金与能源工程学院郭胜惠、分析测试研究中心夏仡团队与美国宾州州立大学Sridhar Komarneni教授、江南大学王靖教授团队合作，在半导体室温气体传感研究方面取得重要进展，相关成果以Enhanced Free–Radical Generation on MoS2/Pt by Light and Water Vapor Co-Activation for Selective CO Detection with High Sensitivity为题，发表在国际材料领域顶级期刊Advanced Materials上。昆明理工大学分析测试研究中心夏仡博士为论文第一作者兼共同通讯作者。
无色无味的一氧化碳不仅有毒而且易燃易爆，对人类安全健康构成了巨大威胁。因此，急需有针对性的开发高性能一氧化碳传感器。室温半导体电阻型传感器安全性高、能耗低、成本低、稳定性好，是一氧化碳气体传感器的主流研发方向。前人工作发现，可以通过贵金属、光照等手段改变敏感材料表面自由基形态，从而促进催化、强化传感。但是对于气敏材料表面自由基的调控策略及其与气敏性能的关系研究仍较少，特别是通过自由基调控改善选择性的研究至今未见报道。
基于上述原因，郭胜惠、夏仡团队及合作者以MoS2/Pt为敏感材料，创新性的建立了利用光照和水协同调控和增强气敏材料表面自由基形成的新策略，进而实现了对一氧化碳的高灵敏、高选择性传感。实验和理论计算证明，由于光照和水蒸气的协同效应可在敏感材料表面产生丰富的自由基，进而有效降低敏感材料与一氧化碳的反应能垒。因此，MoS2/Pt传感器在高湿条件下（RH≈60%）展现出了高灵敏度（87.4%）、快响应/恢复速率（20 s/17 s）、良好的长期稳定性（60天）和优异的选择性。本研究为半导体基室温气体传感器在极端条件的性能强化方面提供了有效新途径和理论基础。
昆明理工大学为该论文第一作者单位。该研究工作受到国家自然科学基金、国家重点研发计划、云南省基础研究计划、江苏省自然科学基金等项目的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202303523