Role of the Exposed Polar Facets in the Performance of Thermally and UV Activated ZnO Nanostructured Gas Sensors.
Role of the Exposed Polar Facets in the Performance of Thermally and UV Activated ZnO Nanostructured Gas Sensors.
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DOI：
10.1021/jp4061895
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发表时间：
2013-08-29
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Silva SR
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Alenezi MR;Alshammari AS;Jayawardena KD;Beliatis MJ;Henley SJ;Silva SR
采用水热法合成了不同形貌的ZnO纳米结构（纳米线、纳米盘和纳米星）。在热活化和紫外活化下，研究了纳米结构的气敏性能。结果表明，ZnO纳米圆盘气体传感器的性能优于其他纳米结构（Sg ~ 3700% ~ 300 ppm乙醇，响应时间和恢复时间分别为8和13 s）。灵敏度的提高是由于纳米尺度上不同结构的表面极性。此外，气体传感器的选择性可以通过控制用于激活这些传感器的紫外线强度来实现。乙醇、异丙醇、丙酮和甲苯在最佳紫外强度分别为1.6、2.4、3.2和4 mW/cm2时灵敏度最高。最后，对金属氧化物气体传感器的紫外活化机理与热活化工艺进行了比较。基于溶液处理ZnO结构的分析物的紫外活化为更好质量的气体传感器铺平了道路。
ZnO nanostructures with different morphologies (nanowires, nanodisks, and nanostars) were synthesized hydrothermally. Gas sensing properties of the as-grown nanostructures were investigated under thermal and UV activation. The performance of the ZnO nanodisk gas sensor was found to be superior to that of other nanostructures (Sg ∼ 3700% to 300 ppm ethanol and response time and recovery time of 8 and 13 s). The enhancement in sensitivity is attributed to the surface polarities of the different structures on the nanoscale. Furthermore, the selectivity of the gas sensors can be achieved by controlling the UV intensity used to activate these sensors. The highest sensitivity value for ethanol, isopropanol, acetone, and toluene are recorded at the optimal UV intensity of 1.6, 2.4, 3.2, and 4 mW/cm2, respectively. Finally, the UV activation mechanism for metal oxide gas sensors is compared with the thermal activation process. The UV activation of analytes based on solution processed ZnO structures pave the way for better quality gas sensors.
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