Ionization gas sensing mechanism of a hybrid nanostructure with carbon nanotubes and ZnO nanorods
Ionization gas sensing mechanism of a hybrid nanostructure with carbon nanotubes and ZnO nanorods
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碳纳米管和氧化锌纳米棒混合纳米结构的电离气体传感机制
DOI：
10.1016/j.snb.2013.03.098
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发表时间：
2013-07
影响因子：
8.4
通讯作者：
Hou, Zhongyu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang, Zi;Wang, Yanfang;He, Hongfei;Hou, Zhongyu
实验结果表明，部分覆盖有乙基纤维素薄膜和ZnO纳米棒的碳纳米管，在气体电离诱导的正电荷积累作用下，可以产生场致电子发射。这种效应可以导致一种新的电离气体传感机制，其可以用于基于气体的特征电阻率来识别气体的化学成分，而没有场电离和气体击穿的强场效应。提出了如下假设：（1）由于气体与碳纳米管相互作用产生的亚稳态粒子数，宇宙射线电离频率增加了108- 1010倍;（2）由于ZnO纳米棒的存在，正电荷流集中。由此产生的正电荷局域密度足够高以触发场发射。实验结果表明，在定性与理论预期一致。该方法在电离气体传感器的上下文中是有利的，因为其I-V特性是线性的，使得信号可以比气体击穿临界电压采样更容易地被采样。此外，该器件不会受到气体击穿过程中的退化效应的影响，并且具有更好的重复性。
Experimental evidences show that the gas ionization induced positive charge accumulation can lead to the field electron emission from carbon nanotubes, partially covered with ethocel thin film and ZnO nanorods. This effect can lead to a novel ionization gas sensing mechanism, which can be used to identify the gaseous chemical composition based on the characteristic resistivity of the gases without strong field effect of field ionization and gaseous breakdown. The hypothesis for illustration is suggested that: (1) the cosmic ray ionization frequency increases 108–1010times due to the metastable population resulted from the interaction between the gases and the CNTs; (2) the flux of positive charges is converged due to the ZnO nanorods. The resulted positive charge local density is high enough to trigger the field emission. The experimental results are shown to be in consistent with the theoretical expectations, qualitatively. The methodology is advantageous in the context of the ionization gas sensors because its I–V characteristics are linear so that the signals can be sampled more easily than that of the gaseous breakdown critical voltage sampling. Besides, the device does not suffer from the degradation effect in the gaseous breakdown processes and exhibits better repeatability.
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影响因子：
64.8
作者：
W. L. Wilcock;D. L. Emberson;B. Weekley
通讯作者：
W. L. Wilcock;D. L. Emberson;B. Weekley
影响因子：
0.6
作者：
J. Olesik;Z. Olesik
通讯作者：
J. Olesik;Z. Olesik
DOI：
10.1016/j.nima.2003.10.039
发表时间：
2004-02
影响因子：
1.4
作者：
Changguo Lu
通讯作者：
Changguo Lu
DOI：
--
发表时间：
2012-09
期刊：
arXiv: Plasma Physics
影响因子：
--
作者：
C. Zhan;Z. Hou
通讯作者：
C. Zhan;Z. Hou
通过在丝网印刷碳纳米管薄膜上沉积氧化锌纳米结构显着改善场发射
DOI：
10.1063/1.2195115
发表时间：
2006-04
期刊：
Appl. Phys. Lett., 88 (2006)153123 .
影响因子：
--
作者：
1.Ke Yu;Y. S. Zhang;F. Xu;Q. Li;Z. Q. Zhu;Q. Wan
通讯作者：
Q. Wan