• انڊور ڪاربان مونو آڪسائيڊ ڪاربان ڊاءِ آڪسائيڊ ميٿين ڪلورين ۽ ٻيو ملٽي پيراميٽر گيس ڊيڪٽر الارم جو اوزار

انڊور ڪاربان مونو آڪسائيڊ ڪاربان ڊاءِ آڪسائيڊ ميٿين ڪلورين ۽ ٻيو ملٽي پيراميٽر گيس ڊيڪٽر الارم جو اوزار

اعلي ڪارڪردگي، پورٽبل ۽ ننڍڙي گئس سينسر جي ترقي ماحولياتي نگراني، سيڪيورٽي، طبي تشخيص ۽ زراعت جي شعبن ۾ وڌندڙ ڌيان حاصل ڪري رهيو آهي.مختلف ڳولڻ جي اوزارن ۾، ميٽيل-آڪسائيڊ-سيمڪنڊڪٽر (MOS) ڪيمو-مزاحمتي گيس سينسر تجارتي ايپليڪيشنن لاء تمام مقبول انتخاب آهن انهن جي اعلي استحڪام، گهٽ قيمت، ۽ اعلي حساسيت جي ڪري.سينسر جي ڪارڪردگي کي وڌيڪ بهتر بڻائڻ لاءِ سڀ کان اهم طريقن مان هڪ آهي نانوائزڊ MOS-based heterojunctions (hetero-nanostructured MOS) MOS nanomaterials مان ٺاهڻ.بهرحال، هيٽرونانواسٽرڪچرڊ MOS سينسر جي سينسنگ ميڪانيزم هڪ واحد MOS گيس سينسر کان مختلف آهي، ڇاڪاڻ ته اهو ڪافي پيچيده آهي.سينسر جي ڪارڪردگي مختلف پيٽرولن کان متاثر ٿئي ٿي، بشمول حساس مواد جي جسماني ۽ ڪيميائي ملڪيت (جهڙوڪ اناج جي سائيز، خرابي جي کثافت، ۽ مادي آڪسيجن جي خالي جڳھون)، آپريٽنگ گرمي پد، ۽ ڊوائيس جي جوڙجڪ.هي جائزو پيش ڪري ٿو ڪيترن ئي تصورن کي ڊزائين ڪرڻ لاءِ اعليٰ ڪارڪردگي گيس سينسرز جي سينسنگ ميڪانيزم جو تجزيو ڪندي heterogeneous nanostructured MOS sensors.ان کان سواء، ڊوائيس جي جاميٽري ڍانچي جو اثر، حساس مواد ۽ ڪم ڪندڙ اليڪٽرروڊ جي وچ ۾ تعلق سان طئي ڪيو ويو آهي، بحث ڪيو ويو آهي.سسٽماتي طريقي سان سينسر جي رويي جو مطالعو ڪرڻ لاء، هي آرٽيڪل متعارف ڪرايو ۽ بحث ڪري ٿو عام ميڪانيزم جي تصور جي ٽن عام جاميٽري ڍانچي جي ڊوائيسز جي مختلف heteronanostructured مواد جي بنياد تي.هي جائزو مستقبل جي پڙهندڙن لاءِ هڪ گائيڊ طور ڪم ڪندو جيڪي گئس سينسرز جي حساس ميکانيزم جو مطالعو ڪن ٿا ۽ اعليٰ ڪارڪردگي گيس سينسرز کي ترقي ڏين ٿا.
فضائي آلودگي هڪ وڌندڙ سنجيده مسئلو آهي ۽ هڪ سنگين عالمي ماحولياتي مسئلو آهي جيڪو ماڻهن ۽ جاندارن جي خوشحالي کي خطرو آهي.گيس جي آلودگي جي سانس ۾ ڪيترائي صحت جا مسئلا پيدا ڪري سگھن ٿا جهڙوڪ سانس جي بيماري، ڦڦڙن جي ڪينسر، ليوڪيميا ۽ وقت کان اڳ موت 1,2,3,4.2012 کان 2016 تائين، لکين ماڻهن جي موت جي رپورٽ ڪئي وئي فضائي آلودگي جي ڪري، ۽ هر سال، اربين ماڻهن کي خراب هوا جي معيار کي ظاهر ڪيو ويو 5.تنهن ڪري، اهو ضروري آهي ته پورٽبل ۽ ننڍو گيس سينسرز کي ترقي ڪرڻ لاء جيڪي حقيقي وقت جي موٽ ۽ اعلي ڳولڻ جي ڪارڪردگي مهيا ڪري سگھن ٿيون (مثال طور، حساسيت، چونڊ، استحڪام، ۽ جواب ۽ وصولي وقت).ماحولياتي نگراني کان علاوه، گيس سينسر حفاظت 6,7,8، طبي تشخيص 9,10، آبي زراعت 11 ۽ ٻين شعبن ۾ اهم ڪردار ادا ڪن ٿا.
اڄ تائين، مختلف سينسنگ ميڪانيزم جي بنياد تي ڪيترائي پورٽبل گيس سينسر متعارف ڪرايا ويا آھن، جھڙوڪ optical13,14,15,16,17,18, electrochemical19,20,21,22 and chemical resistive sensors23,24.انهن مان، ميٽيل-آڪسائيڊ-سيمڪنڊڪٽر (MOS) ڪيميائي مزاحمتي سينسر انهن جي اعلي استحڪام ۽ گهٽ قيمت 25,26 جي ڪري تجارتي ايپليڪيشنن ۾ سڀ کان وڌيڪ مشهور آهن.آلودگي جي تسلسل کي صرف MOS مزاحمت ۾ تبديلي کي ڳولڻ سان طئي ڪري سگهجي ٿو.1960 جي شروعات ۾، ZnO پتلي فلمن تي ٻڌل پهريون ڪيميائي مزاحمتي گيس سينسر ٻڌايو ويو، گيس جي ڳولا جي شعبي ۾ وڏي دلچسپي پيدا ڪئي 27,28.اڄ، ڪيترائي مختلف MOS گئس حساس مواد طور استعمال ڪيا ويا آهن، ۽ انهن کي انهن جي جسماني ملڪيت جي بنياد تي ٻن ڀاڱن ۾ ورهائي سگهجي ٿو: n-type MOS اليڪٽران سان اڪثريت چارج ڪيريئر ۽ p-type MOS سوراخ سان اڪثريت چارج ڪيريئر جي طور تي.چارج ڪيريئر.عام طور تي، p-type MOS n-type MOS کان گهٽ مشهور آهي ڇاڪاڻ ته p-type MOS (Sp) جو inductive ردعمل n-type MOS (\(S_p = \sqrt {) جي چورس روٽ جي متناسب آهي S_n}\ ) ) ساڳين مفروضن تي (مثال طور، ساڳيو مورفولوجيڪل ڍانچو ۽ ساڳي تبديلي هوا ۾ بينڊ جي موڙ ۾) 29,30.بهرحال، سنگل بيس MOS سينسر اڃا تائين مسئلن کي منهن ڏئي ٿو جهڙوڪ ناکافي ڳولڻ جي حد، گهٽ حساسيت ۽ عملي ايپليڪيشنن ۾ چونڊ.چونڊيل مسئلن کي ڪنهن حد تائين حل ڪري سگهجي ٿو سينسر جي صفن کي ٺاهيندي (جنهن کي ”اليڪٽرانڪ نوز“ سڏيو وڃي ٿو) ۽ ڪمپيوٽري تجزياتي الگورٿمس شامل ڪرڻ جهڙوڪ ٽريننگ ویکٹر ڪوانٽيائيزيشن (LVQ)، پرنسپل جزو تجزيي (PCA)، ۽ جزوي گهٽ ۾ گهٽ اسڪوائر (PLS) تجزيو، 32، 33، 34، 35. ان کان علاوه، گھٽ-dimensional MOS32,36,37,38,39 جي پيداوار (مثال طور هڪ-dimensional (1D), 0D ۽ 2D نانو مواد)، گڏوگڏ ٻين نانو مواد جو استعمال ( مثال طور MOS40,41,42، noble metal nanoparticles (NPs))43,44, carbon nanomaterials45,46 and conductive polymers47,48) nanoscale heterojunctions ٺاهڻ لاءِ (يعني heteronanostructured MOS) مٿين مسئلن کي حل ڪرڻ لاءِ ٻيا ترجيحي طريقا آھن.روايتي ٿلهي MOS فلمن جي مقابلي ۾، اعلي مخصوص مٿاڇري واري علائقي سان گھٽ-طول MOS گئس جذب ڪرڻ لاء وڌيڪ فعال سائيٽون مهيا ڪري سگھن ٿيون ۽ گيس جي ڦهلائڻ کي آسان بڻائي سگھن ٿا 36,37,49.ان کان علاوه، MOS-based heteronanostructures جي ڊيزائن کي هيٽرو انٽرفيس تي ڪيريئر ٽرانسپورٽ کي وڌيڪ ترتيب ڏئي سگھي ٿو، نتيجي ۾ مختلف آپريٽنگ ڪمن جي ڪري مزاحمت ۾ وڏي تبديليون 50,51,52.ان کان علاوه، ڪجھ ڪيميائي اثرات (مثال طور، ڪيٽيليٽڪ سرگرمي ۽ مطابقت واري سطح جي رد عمل) جيڪي MOS heteronanostructures جي ڊيزائن ۾ ٿين ٿا، سي پڻ سينسر جي ڪارڪردگي کي بھتر ڪري سگھن ٿا. سينسر ڪارڪردگي، جديد ڪيمو-مزاحمتي سينسر عام طور تي آزمائشي ۽ غلطي جو استعمال ڪن ٿا، جيڪو وقت سازي ۽ غير موثر آهي.تنهن ڪري، اهو ضروري آهي ته MOS جي بنياد تي گيس سينسر جي سينسنگ ميکانيزم کي سمجهڻ لاء جيئن ته اهو اعلي ڪارڪردگي جي هدايت واري سينسر جي ڊيزائن جي رهنمائي ڪري سگهي ٿو.
تازن سالن ۾، MOS گيس سينسر تيزيء سان ترقي ڪئي آهي ۽ ڪجهه رپورٽون شايع ڪيون ويون آهن MOS nanostructures55,56,57، ڪمري جي درجه حرارت گيس سينسرز 58,59، خاص MOS سينسر مواد60,61,62 ۽ خاص گيس سينسر63.ٻين جائزن ۾ هڪ جائزو وٺڻ وارو پيپر MOS جي اندروني جسماني ۽ ڪيميائي ملڪيتن جي بنياد تي گيس سينسرز جي سينسنگ ميڪانيزم کي واضح ڪرڻ تي ڌيان ڏئي ٿو، جنهن ۾ آڪسيجن ويڪيڪيشنز جو ڪردار 64، هيٽرونانو اسٽريچرز 55، 65 جو ڪردار ۽ هيٽرو انٽرفيسس 66 تي چارج جي منتقلي. , ٻيا ڪيترائي پيرا ميٽرز سينسر جي ڪارڪردگي کي متاثر ڪن ٿا، جن ۾ heterostructure، اناج جي سائيز، آپريٽنگ گرمي پد، خرابي جي کثافت، آڪسيجن جي خالي جڳھون، ۽ حتي کليل ڪرسٽل جهازن جي حساس مواد 25,67,68,69,70,71 شامل آهن.72, 73. بهرحال، ڊوائيس جي (شايد ذڪر ڪيل) جاميٽري ڍانچي، سينسنگ مواد ۽ ڪم ڪندڙ اليڪٽرروڊ جي وچ ۾ لاڳاپن سان طئي ٿيل، پڻ خاص طور تي سينسر جي حساسيت کي متاثر ڪري ٿو 74,75,76 (وڌيڪ تفصيل لاء سيڪشن 3 ڏسو) .مثال طور، ڪمار وغيره.77 ٻڌايو ٻه گئس سينسرز هڪ ئي مواد تي ٻڌل آهن (مثال طور، ٻه-پرت گيس سينسر تي ٻڌل TiO2@NiO ۽ NiO@TiO2) ۽ مختلف ڊوائيسز جي جاميٽري جي ڪري NH3 گيس جي مزاحمت ۾ مختلف تبديلين جو مشاهدو ڪيو.تنهن ڪري، جڏهن گئس سينسنگ ميڪانيزم جو تجزيو ڪيو وڃي، اهو ضروري آهي ته ڊوائيس جي جوڙجڪ کي ڌيان ڏيڻ گهرجي.هن جائزي ۾، ليکڪن تي ڌيان ڏئي ٿو MOS-بنياد ڳولڻ واري ميکانيزم لاء مختلف متفاوت نانو اسٽريچرز ۽ ڊوائيس جي جوڙجڪ لاء.اسان يقين رکون ٿا ته هي جائزو پڙهندڙن لاء هڪ رهنمائي جي طور تي ڪم ڪري سگهي ٿو جيڪي گيس ڳولڻ جي ميڪانيزم کي سمجهڻ ۽ تجزيو ڪرڻ چاهيندا آهن ۽ مستقبل جي اعلي ڪارڪردگي گيس سينسر جي ترقي ۾ مدد ڪري سگھن ٿا.
انجير تي.1a هڪ واحد MOS جي بنياد تي گئس سينسنگ ميڪانيزم جو بنيادي ماڊل ڏيکاري ٿو.جيئن درجه حرارت وڌي ٿو، MOS جي مٿاڇري تي آڪسيجن (O2) انوولز جو جذب MOS مان اليڪٽرانن کي راغب ڪندو ۽ انيونڪ نسل (جهڙوڪ O2- ۽ O-) ٺاهيندو.ان کان پوء، هڪ اليڪٽران ڊيپليشن پرت (EDL) هڪ اين-قسم MOS لاء يا هڪ سوراخ جمع ڪرڻ واري پرت (HAL) هڪ پي-قسم MOS لاء، پوء MOS 15، 23، 78 جي مٿاڇري تي ٺهيل آهي. O2 ۽ جي وچ ۾ رابطي. MOS مٿاڇري MOS جي ڪنڪشن بينڊ کي مٿاهون موڙي ٿو ۽ هڪ امڪاني رڪاوٽ ٺاهي ٿو.ان کان پوء، جڏهن سينسر ٽارگيٽ گيس کي بي نقاب ڪيو ويو آهي، MOS جي مٿاڇري تي جذب ٿيل گيس آئنڪ آڪسيجن جي نسلن سان رد عمل ڪري ٿو، يا ته اليڪٽران کي راغب ڪري ٿو (آڪسائيڊائيزنگ گيس) يا اليڪٽرانن کي عطيو ڪري ٿو (گيس کي گهٽائڻ).ٽارگيٽ گيس ۽ MOS جي وچ ۾ اليڪٽران جي منتقلي EDL يا HAL30,81 جي چوٽي کي ترتيب ڏئي سگھي ٿي نتيجي ۾ MOS سينسر جي مجموعي مزاحمت ۾ تبديلي.مثال طور، گھٽتائي گيس لاء، اليڪٽرانن کي گھٽائڻ واري گيس مان منتقل ڪيو ويندو ن-قسم MOS، نتيجي ۾ گھٽ EDL ۽ گھٽ مزاحمت، جنھن کي حوالو ڏنو ويو آھي ن-قسم سينسر رويي.ان جي ابتڙ، جڏهن هڪ پي-قسم MOS کي گھٽائڻ واري گيس جي سامهون اچي ٿو جيڪو پي-قسم جي حساسيت واري رويي کي طئي ڪري ٿو، HAL سڪي ٿو ۽ مزاحمت وڌائي ٿو اليڪٽران عطيا جي ڪري.آڪسائيڊائيزنگ گيسس لاء، سينسر جواب ان جي سامهون آهي گيس کي گهٽائڻ لاء.
n-type ۽ p-type MOS لاءِ بنيادي پتو لڳائڻ وارا ميکانيزم گيسز کي گھٽائڻ ۽ آڪسائيڊ ڪرڻ لاءِ b اھم عنصر ۽ فزيڪو-ڪيميائي يا مادي خاصيتون شامل آھن سيمي ڪنڊڪٽر گيس سينسر 89
بنيادي ڳولڻ واري ميڪانيزم کان علاوه، عملي گيس سينسر ۾ استعمال ٿيل گئس ڳولڻ واري ميڪانيزم ڪافي پيچيده آهن.مثال طور، گيس سينسر جي حقيقي استعمال کي صارف جي ضرورتن تي منحصر ڪري ڪيترن ئي گهرجن (جهڙوڪ حساسيت، چونڊ، ۽ استحڪام) کي پورو ڪرڻ گهرجي.اهي گهرجون ويجهي سان لاڳاپيل آهن حساس مواد جي جسماني ۽ ڪيميائي ملڪيتن سان.مثال طور، Xu et al.71 ڏيکاري ٿو ته SnO2 تي ٻڌل سينسر سڀ کان وڌيڪ حساسيت حاصل ڪن ٿا جڏهن ڪرسٽل قطر (d) SnO271 جي Debye ڊگھائي (λD) جي ٻه ڀيرا برابر يا گهٽ هجي.جڏهن d ≤ 2λD، SnO2 مڪمل طور تي ختم ٿي ويندو آهي O2 انوولز جي جذب کان پوء، ۽ سينسر جو جواب گهٽجڻ گيس جي وڌ ۾ وڌ آهي.ان کان علاوه، مختلف ٻيا پيٽرولر سينسر جي ڪارڪردگي تي اثر انداز ڪري سگھن ٿا، بشمول آپريٽنگ گرمي، ڪرسٽل خرابيون، ۽ سينسنگ مواد جي بي نقاب ڪرسٽل جهازن سميت.خاص طور تي، آپريٽنگ گرمي پد جو اثر، ٽارگيٽ گيس جي جذب ۽ desorption جي شرح جي وچ ۾ ممڪن مقابلي جي وضاحت ڪئي وئي آهي، انهي سان گڏ جذب ٿيل گيس جي ماليڪيولز ۽ آڪسيجن جي ذرات 4,82 جي وچ ۾ سطح جي رد عمل جي وچ ۾.کرسٽل جي خرابين جو اثر مضبوط طور تي آڪسيجن جي خاليين جي مواد سان لاڳاپيل آهي [83، 84].سينسر جي آپريشن کي پڻ متاثر ٿي سگھي ٿو مختلف رد عمل جي ذريعي کليل ڪرسٽل منهن 67,85,86,87.کليل ڪرسٽل جهازن جي گھٽ کثافت سان وڌيڪ غير منظم ڌاتو ڪيشن کي وڌيڪ توانائي سان ظاهر ڪن ٿا، جيڪي سطح جي جذب ۽ رد عمل کي فروغ ڏين ٿا.جدول 1 ڪيترن ئي اهم عنصرن ۽ انهن سان لاڳاپيل بهتر تصوراتي ميڪانيزم جي فهرست ڏيکاري ٿو.تنهن ڪري، انهن مادي پيٽرولن کي ترتيب ڏيڻ سان، ڳولڻ جي ڪارڪردگي بهتر ٿي سگهي ٿي، ۽ اهو اهم آهي ته اهم عنصر کي طئي ڪرڻ لاء سينسر ڪارڪردگي کي متاثر ڪن.
Yamazoe89 ۽ Shimanoe et al.68,71 سينسر جي تصور جي نظرياتي ميکانيزم تي ڪيترائي اڀياس ڪيا ۽ سينسر جي ڪارڪردگي تي اثر انداز ڪرڻ لاء ٽي آزاد اهم عنصر پيش ڪيا، خاص طور تي ريپٽر فنڪشن، ٽرانڊوسر فنڪشن، ۽ افاديت (تصوير 1b)..ريڪارڊر فنڪشن کي MOS مٿاڇري جي صلاحيت ڏانهن اشارو ڪري ٿو گيس انو سان لهه وچڙ ۾.هي فنڪشنل MOS جي ڪيميائي ملڪيت سان ويجهي سان لاڳاپيل آهي ۽ خاص طور تي غير ملڪي قبول ڪندڙ متعارف ڪرائڻ سان بهتر ٿي سگهي ٿو (مثال طور، ڌاتو NPs ۽ ٻيون MOS).ٽرانسڊيوسر فنڪشن گيس ۽ MOS جي مٿاڇري جي وچ ۾ رد عمل کي تبديل ڪرڻ جي صلاحيت ڏانهن اشارو ڪري ٿو هڪ برقي سگنل ۾ جيڪو MOS جي اناج جي حدن تي غلبو آهي.اهڙيء طرح، حسياتي فنڪشن خاص طور تي متاثر ڪيو ويو آهي MOC ذرات جي سائيز ۽ غير ملڪي ريڪارڊز جي کثافت.Katoch et al.90 ٻڌايو ته ZnO-SnO2 nanofibrils جي اناج جي سائيز جي گھٽتائي جي نتيجي ۾ ڪيترن ئي heterojunctions جي ٺهڻ ۽ سينسر جي حساسيت کي وڌايو، ٽرانڊوسر ڪارڪردگي سان مطابقت.Wang et al.91 Zn2GeO4 جي مختلف اناج جي سائزن جو مقابلو ڪيو ۽ اناج جي حدن کي متعارف ڪرائڻ کان پوءِ سينسر جي حساسيت ۾ 6.5-گنا اضافو ڏيکاريو.يوٽيلٽي هڪ ٻيو اهم سينسر ڪارڪردگي عنصر آهي جيڪو بيان ڪري ٿو گيس جي دستيابي کي اندروني MOS ساخت ۾.جيڪڏهن گيس انوول داخل نه ٿا ڪري سگهن ۽ اندروني MOS سان رد عمل ڪري سگهن ٿا، سينسر جي حساسيت گهٽجي ويندي.افاديت هڪ خاص گيس جي پکيڙ جي کوٽائي سان ويجهي سان لاڳاپيل آهي، جيڪو سينسنگ مواد جي سوراخ جي سائيز تي منحصر آهي.Sakai et al.92 سينسر جي حساسيت کي فلو گيسز ڏانهن ماڊل ڪيو ۽ ڏٺائين ته گيس جو ماليڪيولر وزن ۽ سينسر جھلي جي پور ريڊيس ٻنهي سينسر جي حساسيت کي متاثر ڪن ٿا سينسر جھلي ۾ مختلف گيس جي پکيڙ جي کوٽائي تي.مٿي ڄاڻايل بحث ڏيکاري ٿو ته اعلي ڪارڪردگي گيس سينسرز کي بيلنس ۽ بهتر ڪري سگهجي ٿو ريڪٽر فنڪشن، ٽرانسيوسر فنڪشن، ۽ افاديت.
مٿي ڏنل ڪم هڪ واحد MOS جي بنيادي تصور جي ميڪانيزم کي واضح ڪري ٿو ۽ ڪيترن ئي عنصر تي بحث ڪري ٿو جيڪي MOS جي ڪارڪردگي کي متاثر ڪن ٿا.انهن عنصرن کان علاوه، هيٽرسٽرڪٽرز تي ٻڌل گيس سينسر سينسر جي ڪارڪردگي کي وڌيڪ بهتر بڻائي سگھن ٿا سينسر ۽ ريڪٽر جي ڪمن کي خاص طور تي بهتر ڪرڻ سان.ان کان علاوه، heteronanostructures سينسر جي ڪارڪردگي کي وڌيڪ بهتر ڪري سگھي ٿو ڪيٽيليٽيڪڪ ردعمل کي وڌائڻ، چارج جي منتقلي کي منظم ڪرڻ، ۽ وڌيڪ جذب ڪرڻ واري سائيٽن کي ٺاهڻ.اڄ تائين، MOS heteronanostructures تي ٻڌل ڪيترائي گيس سينسرز جو اڀياس ڪيو ويو آهي ته بهتر سينسنگ 95,96,97 لاء ميڪانيزم تي بحث ڪرڻ لاء.ملر وغيره.55 ڪيترن ئي ميکانيزم جو خلاصو ڪيو ويو آهي جيڪي ممڪن آهي ته هيٽرونانواسٽريچرز جي حساسيت کي بهتر بڻائي، بشمول سطح تي منحصر، انٽرفيس تي منحصر، ۽ ساخت تي منحصر.انهن ۾، انٽرفيس-انحصار ايمپليفڪيشن ميڪانيزم تمام پيچيده آهي هڪ نظريي ۾ سڀني انٽرفيس رابطي کي ڍڪڻ لاء، ڇاڪاڻ ته مختلف سينسرز جي بنياد تي heteronanostructured مواد (مثال طور، nn-heterojunction، pn-heterojunction، pp-heterojunction، وغيره) استعمال ڪري سگھجن ٿا. .Schottky ڳٽ).عام طور تي، MOS-based heteronanostructured sensors هميشه شامل آهن ٻه يا وڌيڪ جديد سينسر ميڪانيزم 98,99,100.انهن امپلائيشن ميڪانيزم جو هم وقت سازي اثر سينسر سگنلن جي استقبال ۽ پروسيسنگ کي وڌائي سگھي ٿو.اهڙيءَ طرح، هيٽروجنيئس نانو اسٽريچرڊ مواد جي بنياد تي سينسرز جي تصور جي ميکانيزم کي سمجهڻ تمام ضروري آهي ته جيئن محققن کي انهن جي ضرورتن مطابق هيٺيون اپ گيس سينسر تيار ڪرڻ ۾ مدد ملي سگهي.ان کان علاوه، ڊوائيس جي جاميٽري ڍانچي پڻ سينسر 74، 75، 76 جي حساسيت تي خاص طور تي اثر انداز ڪري سگهي ٿي. سسٽماتي طريقي سان سينسر جي رويي جو تجزيو ڪرڻ لاء، مختلف هيٽرونانو ساختماني مواد جي بنياد تي ٽن ڊوائيس جي جوڙجڪ جي سينسنگ ميڪانيزم کي پيش ڪيو ويندو. ۽ هيٺ بحث ڪيو.
MOS جي بنياد تي گيس سينسر جي تيز ترقي سان، مختلف هيٽرو-نانو اسٽريچرڊ MOS تجويز ڪيا ويا آهن.هيٽرو انٽرفيس تي چارج جي منتقلي جو دارومدار مختلف فرمي ليولز (اي ايف) تي هوندو آهي اجزاء جي.هيٽرو انٽرفيس تي، اليڪٽران هڪ پاسي کان وڏي Ef سان ٻئي طرف ننڍا Ef سان هلندا آهن، جيستائين سندن فرمي سطح برابريءَ تي نه پهچي، ۽ سوراخ، ان جي برعڪس.پوءِ هيٽرو انٽرفيس تي ڪيريئر ختم ٿي ويا آهن ۽ هڪ ختم ٿيل پرت ٺاهيندا آهن.هڪ دفعو سينسر کي ٽارگيٽ گيس ڏانهن بي نقاب ڪيو ويو آهي، هيٽرونانواسڪچرڊ MOS ڪيريئر ڪنسنٽريشن تبديل ٿي ويندو آهي، جيئن ته رڪاوٽ جي اوچائي، انهي ڪري پتو لڳائڻ سگنل کي وڌايو.ان کان علاوه، هيٽرونانواسٽرڪچر ٺاهڻ جا مختلف طريقا مواد ۽ اليڪٽروڊس جي وچ ۾ مختلف لاڳاپن جو سبب بڻجن ٿا، جيڪي مختلف ڊوائيس جاميٽريز ۽ مختلف سينسنگ ميڪانيزم ڏانهن وٺي وڃن ٿا.هن جائزي ۾، اسان ٽن جاميٽري ڊيوائس ڍانچي جي تجويز ڏيون ٿا ۽ هر ڍانچي لاءِ سينسنگ ميڪانيزم تي بحث ڪريون ٿا.
جيتوڻيڪ heterojunctions گيس جي ڳولا جي ڪارڪردگي ۾ تمام اهم ڪردار ادا ڪن ٿا، سڄي سينسر جي ڊوائيس جاميٽري پڻ خاص طور تي معلوم ڪرڻ واري رويي تي اثر انداز ڪري سگهي ٿي، ڇاڪاڻ ته سينسر جي ڪنڪشن چينل جو مقام گهڻو ڪري ڊوائيس جي جاميٽري تي منحصر آهي.Heterojunction MOS ڊوائيسز جي ٽن عام جاميٽرين تي هتي بحث ڪيو ويو آهي، جيئن شڪل 2 ۾ ڏيکاريل آهي. پهرين قسم ۾، ٻه MOS ڪنيڪشن بي ترتيب طور تي ٻن اليڪٽرروڊس جي وچ ۾ ورهايا ويندا آهن، ۽ conductive چينل جو مقام مکيه MOS پاران طئي ڪيو ويندو آهي، ٻيو آهي. مختلف MOS کان heterogeneous nanostructures جي ٺهڻ، جڏهن ته صرف هڪ MOS اليڪٽرروڊ سان ڳنڍيل آهي.electrode ڳنڍيل آهي، پوء conductive چينل عام طور تي MOS اندر واقع آهي ۽ سڌو electrode سان ڳنڍيل آهي.ٽئين قسم ۾، ٻه مواد الڳ الڳ ٻن اليڪٽرروڊس سان ڳنڍيل آهن، ڊوائيس کي هدايت ڪندي ٻن مواد جي وچ ۾ ٺهيل هيٽروجنڪشن ذريعي.
مرکبات جي وچ ۾ هڪ هائيفن (مثال طور "SnO2-NiO") اشارو ڪري ٿو ته ٻه جزا صرف مخلوط آهن (قسم I).ٻن ڪنيڪشنن جي وچ ۾ هڪ “@” نشاني (مثال طور “SnO2@NiO”) اشارو ڪري ٿو ته اسڪوفڊ مواد (NiO) هڪ قسم II سينسر جي جوڙجڪ لاءِ SnO2 سان سجايو ويو آهي.هڪ سليش (مثال طور "NiO/SnO2") هڪ قسم III سينسر ڊيزائن کي ظاهر ڪري ٿو.
MOS composites جي بنياد تي گيس سينسر لاء، ٻه MOS عناصر بي ترتيب سان اليڪٽرروڊس جي وچ ۾ ورهايل آهن.MOS ڪمپوزائٽس تيار ڪرڻ لاءِ ڪيترائي ٺاھڻ جا طريقا ٺاھيا ويا آھن، جن ۾ سول-جيل، ڪوپريسيپيٽيشن، ھائڊرو تھرمل، اليڪٽرڪ اسپننگ، ۽ ميخانياتي ميلاپ جا طريقا 98,102,103,104 شامل آھن.تازي طور تي، ڌاتو-نامياتي فريم ورڪ (MOFs)، ڌاتو مرڪز ۽ نامياتي لنڪرز تي مشتمل سوراخ ٿيل ڪرسٽل ڍانچي مواد جو هڪ طبقو، 105,106,107,108، 105,106,107,108 porous MOS composites جي ٺهڻ لاءِ ٽيمپليٽ طور استعمال ڪيو ويو آهي.اها ڳالهه نوٽ ڪرڻ جي قابل آهي ته جيتوڻيڪ MOS مرکبات جو سيڪڙو ساڳيو آهي، حساسيت جون خاصيتون مختلف پيداوار جي عملن کي استعمال ڪرڻ وقت تمام گهڻو مختلف ٿي سگهن ٿيون. 109,110 مثال طور، Gao et al.109 MoO3 ± SnO2 ڪمپوزٽس تي ٻڌل ٻه سينسر ٺاهيا آهن. (Mo:Sn = 1:1.9) ۽ ڏٺائين ته مختلف ٺاھڻ جا طريقا مختلف حساسيتن کي ڏسن ٿا.شاپوشنڪ وغيره.110 ٻڌايو ته گيسس H2 ڏانهن گڏيل تيز رفتار SnO2-TiO2 جو رد عمل ميڪانياتي طور تي مليل مواد کان مختلف هو، جيتوڻيڪ ساڳئي Sn/Ti تناسب تي.اهو فرق پيدا ٿئي ٿو ڇاڪاڻ ته MOP ۽ MOP ڪرسٽلائيٽ جي وچ ۾ تعلق مختلف طريقن سان مختلف طريقن سان 109,110.جڏهن اناج جي سائيز ۽ شڪل ڊونر جي کثافت ۽ سيمي ڪنڊڪٽر جي قسم جي لحاظ کان هڪجهڙائي رکي ٿي، جواب ساڳيو ئي رهڻ گهرجي جيڪڏهن رابطي جي جاميٽري 110 تبديل نه ٿئي.اسٽيرز وغيره.111 ٻڌايو ته SnO2-Cr2O3 core-sheath (CSN) نانوفائبرز ۽ گرائونڊ SnO2-Cr2O3 CSNs جي سڃاڻپ خاصيتون لڳ ڀڳ هڪجهڙائي هئي، اهو مشورو ڏئي ٿو ته نانوفائبر مورفولوجي ڪو به فائدو پيش نٿو ڪري.
مختلف ٺاھڻ جي طريقن سان گڏ، ٻن مختلف MOSFETs جي سيمڪوڊڪٽر قسم پڻ سينسر جي حساسيت کي متاثر ڪن ٿا.ان کي وڌيڪ ٻن ڀاڱن ۾ ورهائي سگھجي ٿو ان تي منحصر ڪري ٿو ته ڇا ٻه MOSFETs ھڪڙي قسم جي سيمي ڪنڊڪٽر (nn يا pp جنڪشن) يا مختلف قسمن (pn جنڪشن) جا آھن.جڏهن گيس سينسر هڪ ئي قسم جي MOS مرکبات تي ٻڌل آهن، ٻن MOS جي دالر تناسب کي تبديل ڪندي، حساسيت جي ردعمل جي خاصيت اڻڄاتل رهي ٿي، ۽ سينسر جي حساسيت nn- يا pp-heterojunctions جي تعداد جي لحاظ کان مختلف ٿي سگهي ٿي.جڏهن هڪ جزو جامع ۾ غالب ٿئي ٿو (مثال طور 0.9 ZnO-0.1 SnO2 يا 0.1 ZnO-0.9 SnO2)، ڪنڊڪشن چينل غالب MOS طرفان طئي ڪيو ويندو آهي، جنهن کي homojunction conduction channel 92 سڏيو ويندو آهي.جڏهن ٻن حصن جي نسبتن جو مقابلو ڪيو وڃي ٿو، اهو فرض ڪيو ويو آهي ته وهڪري چينل هيٽروجنڪشن 98,102 تي غلبو آهي.Yamazoe et al.112,113 ٻڌايو ته ٻن حصن جي heterocontact علائقي سينسر جي حساسيت کي تمام گهڻو بهتر ڪري سگهي ٿو ڇاڪاڻ ته اجزاء جي مختلف آپريٽنگ ڪمن جي ڪري ٺاهيل heterojunction رڪاوٽ اليڪٽرانن جي سامهون آيل سينسر جي حرڪت واري حرڪت کي مؤثر طريقي سان ڪنٽرول ڪري سگهي ٿي.مختلف محيطي گيس 112,113.انجير تي.شڪل 3a ڏيکاري ٿو ته مختلف ZnO مواد (0 کان 10 mol % Zn تائين) سان SnO2-ZnO فائبرس وارين جوڙجڪ جي بنياد تي سينسر چونڊيو ايٿانول کي ڳولي سگھن ٿا.انهن مان، SnO2-ZnO فائبرن تي ٻڌل هڪ سينسر (7 mol.٪ Zn) تمام گهڻي حساسيت ڏيکاري ٿي ڇاڪاڻ ته وڏي تعداد ۾ heterojunctions جي ٺهڻ ۽ مخصوص مٿاڇري واري علائقي ۾ اضافو، جنهن ڪنورٽر جي ڪم کي وڌايو ۽ بهتر ڪيو. حساسيت 90 جڏهن ته، ZnO مواد ۾ وڌيڪ اضافو سان 10 mol.٪ تائين، مائڪرو اسٽرڪچر SnO2-ZnO جامع سطح جي چالو علائقن کي لپي سگهي ٿو ۽ سينسر جي حساسيت کي گهٽائي سگھي ٿو85.ساڳيو رجحان مختلف Fe/Ni تناسب (Fig. 3b)114 سان گڏ NiO-NiFe2O4 pp heterojunction composites تي ٻڌل سينسرز لاءِ پڻ ڏٺو ويو آهي.
SnO2-ZnO فائبرن جون SEM تصويرون (7 mol. % Zn) ۽ مختلف گيسز کي سينسر جو جواب 260 °C تي 100 ppm جي ڪنسنٽريشن سان؛54b مختلف گيسن جي 50 پي پي ايم تي خالص NiO ۽ NiO-NiFe2O4 ڪمپوزٽس تي ٻڌل سينسرز جا جواب، 260 °C؛114 (c) xSnO2-(1-x)Co3O4 ٺاھڻ ۾ نوڊس جي تعداد جو اسڪيميٽڪ ڊراگرام ۽ xSnO2-(1-x)Co3O4 ٺاھڻ جي لاڳاپيل مزاحمت ۽ حساسيت جي رد عمل في 10 ppm CO، ايسٽون، C6H6 ۽ SO2 گيس 350 ° C تي Sn/Co 98 جي دالر تناسب کي تبديل ڪندي
Pn-MOS مرکبات MOS115 جي ايٽمي تناسب جي لحاظ سان مختلف حساسيت واري رويي کي ڏيکاري ٿو.عام طور تي، MOS composites جي حسي رويي جو تمام گهڻو انحصار آهي جنهن تي MOS ڪم ڪري ٿو سينسر لاء بنيادي ڪنڪشن چينل.تنهن ڪري، اهو تمام ضروري آهي ته مرکبات جي فيصد ساخت ۽ نانو ساخت جي خاصيت کي.Kim et al.98 هن نتيجي جي تصديق ڪئي xSnO2 ± (1-x)Co3O4 جامع نانوفائبرز جي هڪ سيريز کي اليڪٽررو اسپننگ ڪندي ۽ انهن جي سينسر خاصيتن جو مطالعو ڪندي.انهن ڏٺو ته SnO2-Co3O4 جامع سينسر جو رويو n-type کان p-type ڏانهن SnO2 (Fig. 3c) 98 جي فيصد کي گهٽائيندي.ان کان علاوه، heterojunction-dominent sensors (بنياد 0.5 SnO2-0.5 Co3O4) ڏيکاريا C6H6 لاءِ سڀ کان وڌيڪ ٽرانسميشن جي شرح homojunction-dominant sensors (مثال طور، High SnO2 يا Co3O4 سينسر).0.5 SnO2-0.5 Co3O4 تي ٻڌل سينسر جي موروثي اعليٰ مزاحمت ۽ مجموعي سينسر جي مزاحمت کي ماڊل ڪرڻ جي ان جي وڏي صلاحيت C6H6 تائين ان جي اعليٰ حساسيت ۾ مدد ڪري ٿي.ان کان علاوه، SnO2-Co3O4 heterointerfaces مان نڪرندڙ لٽيس بي ميل خرابيون گيس ماليڪيولز لاءِ ترجيحي جذبي واري سائيٽون ٺاهي سگھن ٿيون، ان ڪري سينسر جي ردعمل کي وڌايو 109,116.
سيمي ڪنڊڪٽر-قسم MOS کان علاوه، MOS مرکبات جي رابطي واري رويي کي پڻ MOS-117 جي ڪيمسٽري استعمال ڪندي ترتيب ڏئي سگهجي ٿو.Huo et al.117 Co3O4-SnO2 ڪمپوزٽس تيار ڪرڻ لاءِ سادو سوڪ بيڪ طريقو استعمال ڪيو ۽ ڏٺائين ته 10٪ جي Co/Sn molar ratio تي، سينسر H2 لاءِ p-type detection response ۽ N-type sensitivity جي نمائش ڪئي. ايڇ 2.جواب.CO، H2S ۽ NH3 گيسز تي سينسر جا جواب تصوير 4a117 ۾ ڏيکاريا ويا آهن.گھٽ Co/Sn تناسب تي، SnO2±SnO2 نانوگرين جي حدن تي گھڻا homojunctions ٺھيندا آھن ۽ H2 (Figs. 4b,c)115 تي n-قسم جي سينسر جوابن جي نمائش ڪندا آھن.10 mol تائين Co/Sn تناسب ۾ واڌ سان.%، SnO2-SnO2 homojunctions جي بدران، ڪيترائي Co3O4-SnO2 heterojunctions هڪ ئي وقت ٺاهيا ويا (تصوير 4d).جيئن ته Co3O4 H2 جي حوالي سان غير فعال آهي، ۽ SnO2 H2 سان سخت رد عمل ظاهر ڪري ٿو، H2 جو ردعمل آئنڪ آڪسيجن نسلن سان خاص طور تي SnO2117 جي مٿاڇري تي ٿئي ٿو.تنهن ڪري، اليڪٽران SnO2 ڏانهن منتقل ٿيندا آهن ۽ Ef SnO2 ڪنڊڪشن بينڊ ڏانهن شفٽ ڪندا آهن، جڏهن ته Ef Co3O4 اڻڄاتل رهي ٿو.نتيجي طور، سينسر جي مزاحمت وڌائي ٿي، اشارو ڪري ٿو ته مواد هڪ اعلي Co/Sn تناسب سان P-قسم جي سينسنگ رويي کي ڏيکاري ٿو (Fig. 4e).ان جي ابتڙ، CO، H2S، ۽ NH3 گيسس SnO2 ۽ Co3O4 جي سطحن تي آئنڪ آڪسيجن جي نسلن سان رد عمل ڪن ٿا، ۽ اليڪٽران گئس کان سينسر ڏانهن منتقل ڪن ٿا، نتيجي ۾ رڪاوٽ جي اوچائي ۽ اين قسم جي حساسيت ۾ گهٽتائي (تصوير 4f)..هي مختلف سينسر رويي سبب آهي Co3O4 جي مختلف رد عمل جي ڪري مختلف گيسن سان، جنهن جي وڌيڪ تصديق ڪئي وئي Yin et al.118 .ساڳئي طرح، Katoch et al.119 ظاهر ڪيو آهي ته SnO2-ZnO ڪمپوزٽس ۾ H2 جي سٺي چونڊ ۽ اعلي حساسيت آهي.اهو رويو ان ڪري ٿئي ٿو ڇاڪاڻ ته H جوهر آساني سان ZnO جي O پوزيشن ڏانهن جذب ٿي سگهي ٿو H جي s-orbital ۽ O جي p-orbital جي وچ ۾ مضبوط هائبرڊائيزيشن جي ڪري، جيڪو ZnO120,121 جي ميٽيلائيزيشن ڏانهن وٺي ٿو.
a Co/Sn-10% متحرڪ مزاحمتي وکر عام گھٽائڻ واري گيسن لاءِ جيئن ته H2, CO, NH3 ۽ H2S, b, c Co3O4/SnO2 جامع سينسنگ ميڪانيزم ڊاگرام H2 لاءِ گھٽ % m.Co/Sn، df Co3O4 ميڪانيزم جو پتو لڳائڻ H2 ۽ CO، H2S ۽ NH3 هڪ اعلي Co/Sn/SnO2 جامع سان
تنهن ڪري، اسان I-type سينسر جي حساسيت کي بهتر بڻائي سگھون ٿا مناسب ٺاھڻ جي طريقن کي چونڊڻ سان، مرکبات جي اناج جي سائيز کي گھٽائي، ۽ MOS مرکبات جي دالر تناسب کي بهتر بڻائي.ان کان علاوه، حساس مواد جي ڪيمسٽري جي هڪ تمام گهڻي ڄاڻ سينسر جي چونڊ کي وڌيڪ وڌائي سگھي ٿي.
ٽائپ II سينسر ڍانچو هڪ ٻيو مشهور سينسر ڍانچي آهي جيڪو مختلف قسم جي هيٽروجنيئس نانو اسٽريچرڊ مواد استعمال ڪري سگهي ٿو، جنهن ۾ هڪ ”ماسٽر“ نانوميٽري ۽ ٻيو يا ٽيون نانو مواد شامل آهن.مثال طور، نانو ذرات، ڪور شيل (سي ايس) ۽ ملٽي ليئر هيٽرونانواسٽريچرڊ مواد سان سينگاريل هڪ طرفي يا ٻه طرفي مواد عام طور تي قسم II سينسر جي جوڙجڪ ۾ استعمال ٿيندا آهن ۽ هيٺ تفصيل سان بحث ڪيو ويندو.
پهرين heteronanostructure مادي لاءِ (سجايل هيٽرونانواسٽرڪچر)، جيئن تصوير 2b(1) ۾ ڏيکاريل آهي، سينسر جا ڪنڊڪٽي چينل هڪ بنيادي مواد سان ڳنڍيل آهن.heterojunctions جي ٺهڻ جي ڪري، تبديل ٿيل نانو ذرات گئس جي جذب يا desorption لاءِ وڌيڪ رد عمل واري سائيٽون مهيا ڪري سگھن ٿا، ۽ سينسنگ ڪارڪردگي109,122,123,124 کي بهتر ڪرڻ لاءِ ڪيٽالسٽ طور ڪم ڪري سگھن ٿا.Yuan et al.41 نوٽ ڪيو ته WO3 nanowires کي CeO2 nanodots سان سجاڻ سان CeO2@WO3 heterointerface ۽ CeO2 جي مٿاڇري تي وڌيڪ جذب ڪرڻ واريون سائيٽون مهيا ڪري سگھن ٿيون ۽ ايسٽون سان رد عمل لاءِ وڌيڪ ڪيميسورب ٿيل آڪسيجن نسل پيدا ڪري سگھن ٿا.گنوان وغيره.125. هڪ الٽرا-هاءِ حساسيت ايسٽون سينسر جو بنياد هڪ طرفي Au@α-Fe2O3 تي ٻڌل آهي ۽ اهو ڏٺو ويو آهي ته سينسر جي حساسيت کي ڪنٽرول ڪيو ويندو آهي O2 ماليڪيولز جي فعال ٿيڻ سان آڪسيجن جو ذريعو.Au NPs جي موجودگي ايسٽون جي آڪسائيڊشن لاءِ آڪسيجن جي ماليڪيولن جي لٽيس آڪسيجن ۾ الڳ ٿيڻ کي وڌائڻ لاءِ ڪيٽيليسٽ طور ڪم ڪري سگھي ٿي.ساڳئي نتيجا حاصل ڪيا ويا Choi et al.9 جتي هڪ Pt ڪيٽيلسٽ استعمال ڪيو ويو آڪسيجن جي انوولز کي آئنائزڊ آڪسيجن جي نسلن ۾ الڳ ڪرڻ ۽ ايسٽون جي حساس ردعمل کي وڌائڻ لاء.2017 ۾، ساڳئي ريسرچ ٽيم اهو ظاهر ڪيو ته بيميٽالڪ نانو ذرڙا ڪيٽيليزيشن ۾ سنگل نوبل ميٽيل نانو پارٽيڪلز جي ڀيٽ ۾ تمام گهڻو ڪارائتو آهن، جيئن تصوير 5126 ۾ ڏيکاريل آهي. 5a پلاٽينم جي بنياد تي بيميٽالڪ (PtM) NPs لاءِ پيداواري عمل جو هڪ اسڪيم آهي جنهن سان سراسري سائيز 3 nm کان گھٽ.ان کان پوء، اليڪٽررو اسپننگ جو طريقو استعمال ڪندي، PtM@WO3 نانو فائبر حاصل ڪيا ويا ته جيئن حساسيت وڌائڻ ۽ ايڪٽون يا H2S (Fig. 5b-g).تازو، سنگل ايٽم ڪيٽالسٽس (SACs) ڪيٽيليسس ۽ گيس جي تجزيي جي ميدان ۾ بهترين ڪيٽيليٽڪ ڪارڪردگي ڏيکاريا آهن ڇاڪاڻ ته ايٽم جي استعمال جي وڌ ۾ وڌ ڪارڪردگي ۽ ٽيون ٿيل اليڪٽرانڪ ڍانچي 127,128.شين وغيره.129 استعمال ڪيو Pt-SA اينڪرڊ ڪاربن نائٽرائڊ (MCN)، SnCl2 ۽ PVP نانو شيٽ کي ڪيميائي ذريعن طور Pt@MCN@SnO2 ان لائن فائبر تيار ڪرڻ لاءِ گئس جي چڪاس لاءِ.Pt@MCN جي تمام گھٽ مواد جي باوجود (0.13 wt.% کان 0.68 wt.% تائين)، گيسس فارمالڊهائيڊ Pt@MCN@SnO2 جي چڪاس ڪارڪردگي ٻين حوالن جي نمونن کان بھترين آھي (خالص SnO2، MCN@SnO2 ۽ Pt NPs@. SnO2)..هي بهترين ڳولڻ جي ڪارڪردگي Pt SA ڪيٽيليسٽ جي وڌ ۾ وڌ ايٽمي ڪارڪردگي ۽ SnO2129 فعال سائيٽن جي گهٽ ۾ گهٽ ڪوريج ڏانهن منسوب ٿي سگهي ٿو.
PtM-apo (PtPd، PtRh، PtNi) نانو ذرات حاصل ڪرڻ لاءِ Apoferritin-loaded encapsulation طريقو؛بي ڊي پرسٽين WO3، PtPd@WO3، PtRn@WO3، ۽ Pt-NiO@WO3 نانوفائبرز جون متحرڪ گئس حساس خاصيتون؛بنياد، مثال طور، PtPd@WO3، PtRn@WO3 ۽ Pt-NiO@WO3 نانوفائبر سينسر جي سليڪٽيٽي پراپرٽيز تي، مداخلت ڪندڙ گيس جي 1 پي پي ايم تائين 126
ان کان علاوه، هيٽروجنڪشنس ٺهيل مواد ۽ نانو ذرات جي وچ ۾ ٺهڪندڙ پڻ موثر طريقي سان ڪنڊڪشن چينلز کي ماڊل ڪري سگھن ٿا ريڊيل ماڊل ميڪانيزم ذريعي سينسر جي ڪارڪردگي کي بهتر ڪرڻ لاء 130,131,132.انجير تي.شڪل 6a خالص SnO2 ۽ Cr2O3@SnO2 nanowires جي سينسر خاصيتن کي ڏيکاري ٿو گھٽائڻ ۽ آڪسائيڊائيز گيسز ۽ لاڳاپيل سينسر ميڪانيزم131.خالص SnO2 نانوائرز جي مقابلي ۾، گيس کي گهٽائڻ لاء Cr2O3@SnO2 نانوائرز جو ردعمل تمام گهڻو وڌايو ويو آهي، جڏهن ته آڪسائيڊائيزنگ گيسس جو ردعمل خراب ٿي ويو آهي.اهي واقعا SnO2 نانوائرز جي ڪنڪشن چينلز جي مقامي گھٽتائي سان ويجهڙائي سان لاڳاپيل آهن، ٺهيل پي اين هيٽروجنڪشن جي ريڊيل هدايت ۾.سينسر جي مزاحمت کي خالص SnO2 نانوائرز جي مٿاڇري تي EDL ويڪر کي تبديل ڪرڻ سان آسان بڻائي سگهجي ٿو ۽ گيسز کي گهٽائڻ ۽ آڪسائيڊ ڪرڻ جي نمائش کان پوء.بهرحال، Cr2O3@SnO2 nanowires لاءِ، SnO2 nanowires جي شروعاتي DEL هوا ۾ خالص SnO2 نانوائرز جي مقابلي ۾ وڌي ويندي آهي، ۽ هيٽروجنڪشن جي ٺهڻ جي ڪري وهڪري چينل کي دٻايو ويندو آهي.تنهن ڪري، جڏهن سينسر کي گهٽائيندڙ گئس جي سامهون هوندو آهي، پڪڙيل اليڪٽران SnO2 نانوائرز ۾ ڇڏيا ويندا آهن ۽ EDL تمام گهڻو گهٽجي ويندو آهي، جنهن جي نتيجي ۾ خالص SnO2 نانوائرز کان وڌيڪ حساسيت آهي.برعڪس، جڏهن هڪ آڪسائيڊائيزنگ گيس کي تبديل ڪندي، ڊي ايل جي توسيع محدود آهي، نتيجي ۾ گهٽ حساسيت.ساڳئي حسياتي ردعمل جا نتيجا Choi et al.، 133 پاران ڏٺا ويا جن ۾ P-type WO3 نانو پارٽيڪلز سان سينگاريل SnO2 نانوائرز گيسز کي گهٽائڻ لاءِ خاص طور تي بهتر حسي ردعمل ڏيکاريا، جڏهن ته n-سجايل SnO2 سينسر آڪسائيڊائيزنگ گيسس جي حساسيت کي بهتر بڻايو.TiO2 nanoparticles (Fig. 6b) 133. اهو نتيجو بنيادي طور تي SnO2 ۽ MOS (TiO2 يا WO3) نانو ذرات جي مختلف ڪم ڪارن جي ڪري آهي.p-type (n-type) nanoparticles ۾، فريم ورڪ مواد جو ڪنڪشن چينل (SnO2) شعاع جي طرف وڌائي ٿو (يا معاهدو). گئس جي SnO2 - ريب جي وهڪري واري چينل جو (تصوير 6b).
تبديل ٿيل LF MOS پاران تيار ڪيل ريڊيل ماڊل ميڪانيزم.خالص SnO2 ۽ Cr2O3@SnO2 نانوائرس ۽ لاڳاپيل سينسنگ ميڪانيزم اسڪيمي ڊاگرامس جي بنياد تي 10 پي پي ايم گھٽائڻ ۽ آڪسائيڊائيزنگ گيسن تي گئس جي جوابن جو خلاصو؛۽ WO3@SnO2 نانوروڊس جي لاڳاپيل اسڪيمون ۽ ڳولڻ واري ميڪانيزم133
bilayer ۽ multilayer heterostructure ڊوائيسز ۾، ڊوائيس جي ڪنڊڪشن چينل کي پرت (عام طور تي هيٺئين پرت) ذريعي اليڪٽرروڊس سان سڌو رابطو ڪيو ويندو آهي، ۽ هيٽروجنڪشن ٻن پرت جي انٽرفيس تي ٺهيل هيٺئين پرت جي چالکائي کي ڪنٽرول ڪري سگهي ٿو. .تنهن ڪري، جڏهن گئسون مٿين پرت سان لهه وچڙ ۾ اچن ٿيون، اهي خاص طور تي هيٺئين پرت جي ڪنڪشن چينلز ۽ ڊوائيس جي مزاحمت 134 کي متاثر ڪري سگهن ٿيون.مثال طور، ڪمار وغيره.77 NH3 لاءِ TiO2@NiO ۽ NiO@TiO2 ڊبل پرت جي سامهون واري رويي جي رپورٽ ڪئي.اهو فرق ان ڪري پيدا ٿئي ٿو ڇاڪاڻ ته ٻن سينسر جا ڪنڊڪشن چينلز مختلف مواد جي تہن ۾ غلبہ حاصل ڪن ٿا (ترتيب سان NiO ۽ TiO2)، ۽ پوءِ هيٺئين ڪنڊڪشن چينلز ۾ تبديليون مختلف آهن77.
بليئر يا ملٽي ليئر هيٽرونانواسٽريچرز عام طور تي اسپٽرنگ، ايٽمي پرت جي جمع (ALD) ۽ سينٽرفيوگريشن 56,70,134,135,136 ذريعي ٺاهيا ويندا آهن.فلم جي ٿولهه ۽ ٻن مواد جي رابطي واري علائقي کي چڱي طرح ڪنٽرول ڪري سگهجي ٿو.انگ اکر 7a ۽ b ڏيکارين ٿا NiO@SnO2 ۽ Ga2O3@WO3 نانوفلمز ايٿانول جي چڪاس لاءِ اسپٽرنگ ذريعي حاصل ڪيل 135,137.بهرحال، اهي طريقا عام طور تي فليٽ فلمون ٺاهيندا آهن، ۽ اهي فليٽ فلمون 3D نانو اسٽريچرڊ مواد کان گهٽ حساس هونديون آهن ڇاڪاڻ ته انهن جي گهٽ مخصوص مٿاڇري واري علائقي ۽ گئس جي پارمميبلٽي سبب.تنهن ڪري، هڪ مائع-مرحلي واري حڪمت عملي جي ٺهڻ لاءِ بيليئر فلمن کي مختلف درجي بندي سان پڻ تجويز ڪيو ويو آهي ته جيئن مخصوص سطح جي ايراضي 41,52,138 کي وڌائيندي تصوراتي ڪارڪردگي کي بهتر بڻائي سگهجي.Zhu et al139 SnO2 nanowires (ZnO@SnO2 nanowires) تي H2S ڳولڻ (Fig. 7c).ان جو جواب 1 ppm H2S تي 1.6 ڀيرا وڌيڪ آهي هڪ سينسر جي ڀيٽ ۾ جيڪو اسپٽر ٿيل ZnO@SnO2 نانوفيلم تي ٻڌل آهي.ليو وغيره.52 هڪ اعلي ڪارڪردگي H2S سينسر کي استعمال ڪندي هڪ ٻه-قدم استعمال ڪندي سيٽو ڪيميائي جمع ڪرڻ واري طريقي سان ترتيب وار SnO2@NiO نانو اسٽريچر ٺاهڻ لاءِ جنهن جي پٺيان تھرمل اينيلنگ (تصوير 10d).روايتي اسپٽر ٿيل SnO2@NiO بائليئر فلمن جي مقابلي ۾، SnO2@NiO hierarchical bilayer ڍانچي جي حساسيت جي ڪارڪردگي خاص سطح جي ايراضي 52,137 ۾ واڌ جي ڪري خاص طور تي بهتر ٿي وئي آهي.
ڊبل پرت گيس سينسر MOS جي بنياد تي.NiO@SnO2 نانوفيلم ايٿانول ڳولڻ لاءِ؛137b Ga2O3@WO3 نانوفيلم ايٿانول ڳولڻ لاءِ؛135c انتهائي ترتيب ڏنل SnO2@ZnO bilayer hierarchical structure H2S ڳولڻ لاءِ؛139d SnO2@NiO bilayer hierarchical structure H2S52 کي ڳولڻ لاءِ.
ٽائپ II ڊوائيسز ۾ ڪور-شيل هيٽرونانواسٽريچرز (CSHNs) جي بنياد تي، سينسنگ ميڪانيزم وڌيڪ پيچيده آهي، ڇاڪاڻ ته ڪنڪشن چينلز اندروني شيل تائين محدود نه آهن.ٻئي پيداوار جو رستو ۽ پيڪيج جي ٿلهي (hs) conductive چينلن جي جڳھ کي طئي ڪري سگھن ٿا.مثال طور، جڏهن هيٺيون مٿي جي ٺهڻ جي طريقن کي استعمال ڪندي، ڪنڪشن چينلز عام طور تي اندرين ڪور تائين محدود هوندا آهن، جيڪي ٻه-پرت يا گھڻ-پرت ڊوائيسز جي جوڙجڪ (تصوير 2b(3)) 123، 140، 141، 142، 143. Xu et al.144 CSHN NiO@α-Fe2O3 ۽ CuO@α-Fe2O3 حاصل ڪرڻ لاءِ هيٺئين اپ اپروچ جي رپورٽ ڪئي α-Fe2O3 nanorods تي NiO يا CuO NPs جي هڪ پرت جمع ڪندي جنهن ۾ ڪنڊيشن چينل مرڪزي حصي کان محدود هو.(nanorods α-Fe2O3).ليو وغيره.142 سلکان نانوائرز جي تيار ڪيل صفن تي TiO2 جمع ڪندي CSHN TiO2 @ Si جي مکيه حصي تائين پهچائڻ واري چينل کي محدود ڪرڻ ۾ پڻ ڪامياب ٿي ويو.تنهن ڪري، ان جي سينسنگ رويي (p-type يا n-type) صرف سلکان نانوائر جي سيمي ڪنڊڪٽر قسم تي منحصر آهي.
جڏهن ته، سڀ کان وڌيڪ رپورٽ ڪيل CSHN-based sensors (Fig. 2b(4)) ٺاهيا ويا آهن ٺهيل CS مواد جي پائوڊر کي چپس تي منتقل ڪندي.انهي حالت ۾، سينسر جي وهڪري جو رستو متاثر ٿئي ٿو هائوسنگ ٿلهي (hs).Kim جي گروپ گيس جي ڳولا جي ڪارڪردگي تي ايڇ ايس جي اثر جي تحقيق ڪئي ۽ هڪ ممڪن ڳولڻ واري ميڪانيزم کي تجويز ڪيو 100,112,145,146,147,148. اهو يقين آهي ته ٻه عنصر هن ساخت جي سينسنگ ميڪانيزم ۾ حصو وٺندا آهن: (1) شيل جي EDL جي ريڊيل ماڊل ۽ (2) برقي فيلڊ سميرنگ اثر (تصوير 8) 145. محققن جو ذڪر ڪيو ويو آهي ته ڪنڪشن چينل. ڪيريئرز جو اڪثر ڪري شيل پرت تائين محدود هوندو آهي جڏهن hs > λD شيل پرت145. اهو يقين آهي ته ٻه عنصر هن ساخت جي سينسنگ ميڪانيزم ۾ حصو وٺندا آهن: (1) شيل جي EDL جي ريڊيل ماڊل ۽ (2) برقي فيلڊ سميرنگ اثر (تصوير 8) 145. محققن جو ذڪر ڪيو ويو آهي ته ڪنڪشن چينل. ڪيريئرز جو اڪثر ڪري شيل پرت تائين محدود هوندو آهي جڏهن hs > λD شيل پرت145. Считается, что в механизме восприятия этой структуры участвуют два фактора: (1) радиальная модуляция ДЭС оболочки и (2) эффект размытия электрического поля (рис. 8) 145. Исследователи отметили, что канал проводимости носителей в основном приурочено к оболочке, когда hs > λD оболочки145. اهو يقين آهي ته هن ساخت جي تصور جي ميڪانيزم ۾ ٻه عنصر شامل آهن: (1) شيل جي EDL جي ريڊيل ماڊليشن ۽ (2) برقي فيلڊ کي ڦهلائڻ جو اثر (تصوير 8) 145. محقق نوٽ ڪيو ته ڪيريئر کنڊڪشن چينل خاص طور تي شيل تائين محدود آهي جڏهن hs > λD شيل 145.اهو يقين آهي ته ٻه عنصر هن ڍانچي جي ڳولڻ واري ميڪانيزم ۾ حصو وٺندا آهن: (1) شيل جي ڊيل جي ريڊيل ماڊل ۽ (2) برقي فيلڊ سميرنگ جو اثر (تصوير 8) 145.研究人员提到传导通道当壳层的hs > λD145 时,载流子的数量主要局限于壳层. > λD145 时، 载流子的数量主要局限于壳层. Исследователи отметили, что канал проводимости Когда hs > λD145 оболочки, количество носителей в основном ограничелойко. محققن اهو نوٽ ڪيو ته ڪنڪشن چينل جڏهن شيل جي hs > λD145، گاڏين جو تعداد خاص طور تي شيل طرفان محدود آهي.تنهن ڪري، CSHN جي بنياد تي سينسر جي مزاحمتي ماڊل ۾، ڪلڊنگ DEL جي ريڊيل ماڊل غالب ٿي (تصوير 8a).بهرحال، شيل جي hs ≤ λD تي، شيل طرفان جذب ٿيل آڪسيجن جا ذرڙا ۽ CS heterojunction تي ٺهيل هيٽروجنڪشن مڪمل طور تي اليڪٽرانن جي ختم ٿي ويا آهن. تنهن ڪري، ڪنڪشن چينل نه رڳو شيل پرت جي اندر واقع آهي پر جزوي طور تي بنيادي حصي ۾، خاص طور تي جڏهن شيل پرت جي hs <λD. تنهن ڪري، ڪنڪشن چينل نه رڳو شيل پرت جي اندر واقع آهي پر جزوي طور تي بنيادي حصي ۾، خاص طور تي جڏهن شيل پرت جي hs <λD. Поэтому канал проводимости располагается не только внутри оболочечного слоя, но и частично в сердцевинной частиного сердцевинной частолочного чабости, ان ڪري، ڪنڪشن چينل نه رڳو شيل پرت جي اندر واقع آهي، پر جزوي طور تي بنيادي حصي ۾، خاص طور تي شيل پرت جي hs <λD تي.因此، 传导通道不仅位于壳层内部,而且部分位于芯部,尤其是当壳层的hs < . hs < λD 时. Поэтому канал проводимости располагается не только внутри оболочки, но и частично в сердцевине, особенно при hs <. ان ڪري، ڪنڪشن چينل نه رڳو شيل جي اندر واقع آهي، پر جزوي طور تي ڪور ۾، خاص طور تي شيل جي hs <λD تي.ان حالت ۾، ٻئي مڪمل طور تي ختم ٿيل اليڪٽران شيل ۽ جزوي طور تي ختم ٿيل بنيادي پرت سڄي CSHN جي مزاحمت کي ماڊل ڪرڻ ۾ مدد ڪن ٿا، نتيجي ۾ هڪ برقي فيلڊ دم اثر (تصوير 8b).ڪجھ ٻين مطالعي ۾ ايڇ ايس اثر 100,148 جو تجزيو ڪرڻ لاء برقي فيلڊ دم جي بدران EDL حجم فريڪشن تصور استعمال ڪيو آھي.انهن ٻن ڀاڱن کي مدنظر رکندي، CSHN مزاحمت جو ڪل ماڊل ان وقت تمام وڏي قيمت تي پهچي ٿو جڏهن hs شيٿ λD جي مقابلي ۾ آهي، جيئن تصوير 8c ۾ ڏيکاريل آهي.تنهن ڪري، CSHN لاءِ بهترين hs شيل λD جي ويجهو ٿي سگهي ٿو، جيڪو تجرباتي مشاهدن سان مطابقت رکي ٿو 99,144,145,146,149.ڪيترائي اڀياس ڏيکاريا آهن ته hs پڻ CSHN-based pn-heterojunction sensors40,148 جي حساسيت کي متاثر ڪري سگھي ٿو.لي وغيره.148 ۽ بائي وغيره.40 منظم طور تي ايڇ ايس جي اثر جي تحقيق ڪئي pn-heterojunction CSHN سينسر جي ڪارڪردگي تي، جهڙوڪ TiO2@CuO ۽ ZnO@NiO، ڪلڊنگ ALD چڪر کي تبديل ڪندي.نتيجي طور، حسي رويو بدلجي ويو p-type کان n-type ۾ hs40,148 وڌائڻ سان.اهو رويو ان حقيقت جي ڪري آهي ته پهريون ڀيرو (محدود تعداد ۾ ALD سائيڪلن سان) heterostructures سمجهي سگهجي ٿو تبديل ٿيل heteronanostructures.اهڙيء طرح، ڪنڊڪشن چينل بنيادي پرت (p-type MOSFET) طرفان محدود آهي، ۽ سينسر ڏيکاري ٿو پي-قسم جي ڳولا واري رويي کي.جيئن ALD سائيڪلن جو تعداد وڌي ٿو، ڪلڊنگ پرت (n-type MOSFET) اڌ-مسلسل ٿي وڃي ٿي ۽ هڪ ڪنڪشن چينل جي طور تي ڪم ڪري ٿي، جنهن جي نتيجي ۾ اين-قسم جي حساسيت پيدا ٿئي ٿي.ساڳي حسياتي منتقلي واري رويي جي رپورٽ ڪئي وئي آهي pn برانچ ٿيل هيٽرونانواسڪچرز 150,151 لاءِ.Zhou et al.150 تحقيق ڪئي Zn2SnO4@Mn3O4 برانچ ٿيل هيٽرونانواسڪچرز جي حساسيت کي Mn3O4 نانوائرز جي مٿاڇري تي Zn2SnO4 مواد کي ڪنٽرول ڪندي.جڏهن Mn3O4 جي مٿاڇري تي Zn2SnO4 نيوڪلي ٺاهي وئي، هڪ پي-قسم جي حساسيت جو مشاهدو ڪيو ويو.Zn2SnO4 مواد ۾ وڌيڪ اضافو سان، برانچ ٿيل Zn2SnO4@Mn3O4 heteronanostructures تي ٻڌل سينسر n-قسم جي سينسر جي رويي کي تبديل ڪري ٿو.
سي ايس نانوائرز جي ٻن فنڪشنل سينسر ميڪانيزم جو هڪ تصوراتي وضاحت ڏيکاريل آهي.اليڪٽران ختم ٿيل شيلز جي ريڊيل ماڊل جي ڪري مزاحمتي ماڊلشن، ب مزاحمتي ماڊل تي بدبوءَ جو منفي اثر، ۽ سي ايس نانوائرز جي ڪل مزاحمتي ماڊليشن جي ڪري ٻنهي اثرن جي ميلاپ جي ڪري 40
نتيجي ۾، ٽائيپ II سينسر ۾ ڪيترائي مختلف حائرياتي نانو اسٽريچر شامل آهن، ۽ سينسر جي ڪارڪردگي تمام گهڻي منحصر آهي conductive چينلن جي ترتيب تي.تنهن ڪري، اهو ضروري آهي ته سينسر جي ڪنڪشن چينل جي پوزيشن کي ڪنٽرول ڪرڻ ۽ قسم II سينسر جي وڌايل سينسنگ ميکانيزم جي مطالعي لاء مناسب هيٽرونانواسٽرڪچرڊ MOS ماڊل استعمال ڪريو.
ٽائپ III سينسر جي جوڙجڪ تمام عام نه آهن، ۽ ڪنڪشن چينل هڪ heterojunction تي ٻڌل آهي، جيڪو ٻن اليڪٽرروڊز سان ڳنڍيل ٻن سيمي ڪنڊڪٽرن جي وچ ۾ ٺهيل آهي.منفرد ڊيوائس ڍانچو عام طور تي مائڪرو مشيننگ ٽيڪنڪ ذريعي حاصل ڪيا ويندا آهن ۽ انهن جي سينسنگ ميڪانيزم اڳئين ٻن سينسر ڍانچي کان بلڪل مختلف هوندا آهن.هڪ قسم III سينسر جو IV وکر عام طور تي عام اصلاحي خاصيتن کي نمايان ڪري ٿو 48,152,153 heterojunction ٺاھڻ جي ڪري.I-V هڪ مثالي heterojunction جي خاصيت واري وکر کي بيان ڪري سگهجي ٿو اليڪٽران جي اخراج جي Thermionic ميڪانيزم جي heterojunction barrier152,154,155 جي اوچائي تي.
جتي Va بيس وولٽيج آهي، A ڊيوائس ايريا آهي، k آهي بولٽزمان مستقل، T مطلق درجه حرارت آهي، q ڪيريئر چارج آهي، Jn ۽ Jp ترتيب سان سوراخ ۽ اليڪٽران جي پکيڙ موجوده کثافت آهن.IS نمائندگي ڪري ٿو ريورس سنترپشن موجوده، جيئن بيان ڪيو ويو آهي: 152,154,155
تنهن ڪري، pn heterojunction جي ڪل موجوده چارج ڪيريئر جي ڪنسنٽريشن ۾ تبديلي ۽ heterojunction جي رڪاوٽ جي اوچائي ۾ تبديلي تي منحصر آهي، جيئن مساوات ۾ ڏيکاريل آهي (3) ۽ (4) 156
جتي nn0 ۽ pp0 اليڪٽرانن جو ڪنسنٽريشن (سوراخ) هڪ n-قسم (p-type) MOS ۾ آهي، \(V_{bi}^0\) بلٽ ان پوينٽيليشن آهي، Dp (Dn) ڊفيوشن ڪوفيسينٽ آهي. اليڪٽران (سوراخ)، Ln (Lp) اليڪٽران (سوراخ) جي پکيڙ جي ڊيگهه آهي، ΔEv (ΔEc) هيٽروجنڪشن تي ويلنس بينڊ (ڪنڊڪشن بينڊ) جي انرجي شفٽ آهي.جيتوڻيڪ موجوده کثافت ڪيريئر جي کثافت سان متناسب آهي، اها تيزيءَ سان متضاد آهي \(V_{bi}^0\).تنهن ڪري، موجوده کثافت ۾ مجموعي تبديلي مضبوط طور تي heterojunction رڪاوٽ جي اوچائي جي ماڊل تي منحصر آهي.
جيئن مٿي ذڪر ڪيو ويو آهي، hetero-nanostructured MOSFETs جي تخليق (مثال طور، ٽائپ I ۽ ٽائپ II ڊوائيسز) انفرادي اجزاء جي بدران، سينسر جي ڪارڪردگي کي بهتر بڻائي سگھي ٿو.۽ قسم III ڊوائيسز لاء، heteronanostructure ردعمل ٻن حصن کان وڌيڪ ٿي سگھي ٿو 48,153 يا ھڪڙي اجزاء کان وڌيڪ 76، مادي جي ڪيميائي ساخت تي منحصر آھي.ڪيتريون ئي رپورٽون ڏيکاريا ويا آهن ته هيٽرونانواسڪچرز جو ردعمل هڪ واحد جزو جي ڀيٽ ۾ تمام گهڻو آهي جڏهن انهن مان هڪ جزا حدف گيس 48,75,76,153 جي غير حساس آهي.انهي صورت ۾، ٽارگيٽ گيس صرف حساس پرت سان رابطو ڪندي ۽ حساس پرت جي شفٽ Ef ۽ heterojunction بيريئر جي اوچائي ۾ تبديلي جو سبب بڻجندي.ان کان پوء ڊوائيس جو ڪل موجوده اهم طور تي تبديل ٿي ويندو، ڇاڪاڻ ته اهو مساوات جي مطابق heterojunction رڪاوٽ جي اوچائي سان لاڳاپيل آهي.(3) ۽ (4) 48,76,153.جڏهن ته، جڏهن اين-قسم ۽ پي-قسم جا جزا حدف گيس لاءِ حساس هوندا آهن، ان جي ڳولا جي ڪارڪردگي وچ ۾ ڪٿي ٿي سگهي ٿي.José et al.76 هڪ ٻرندڙ NiO/SnO2 فلم NO2 سينسر ڦاٽڻ سان پيدا ڪيو ۽ ڏٺائين ته سينسر جي حساسيت صرف NiO تي ٻڌل سينسر کان وڌيڪ هئي، پر SnO2 تي ٻڌل سينسر کان گهٽ هئي.سينسر.اهو رجحان ان حقيقت جي ڪري آهي ته SnO2 ۽ NiO NO276 جي سامهون ردعمل ظاهر ڪن ٿا.ان کان علاوه، ڇاڪاڻ ته ٻن حصن ۾ مختلف گئس حساسيتون آهن، انهن کي آڪسائيڊائيزيشن ۽ گيس کي گهٽائڻ لاء ساڳيو رجحان ٿي سگهي ٿو.مثال طور، Kwon et al.157 تجويز ڪيو هڪ NiO/SnO2 pn-heterojunction گيس سينسر ٿلهي ڦاٽڻ سان، جيئن تصوير 9a ۾ ڏيکاريل آهي.دلچسپ ڳالهه اها آهي ته، NiO/SnO2 pn-heterojunction sensor ڏيکاريو ساڳيو حساسيت رجحان H2 ۽ NO2 لاءِ (Fig. 9a).هن نتيجن کي حل ڪرڻ لاء، Kwon et al.157 منظم طريقي سان تحقيق ڪئي ته ڪيئن NO2 ۽ H2 ڪيريئر ڪنسنٽريشن کي تبديل ڪن ٿا ۽ IV-خاصيتون ۽ ڪمپيوٽر سموليشنز (Fig. 9bd).انگ اکر 9b ۽ سي ڏيکاري ٿو H2 ۽ NO2 جي صلاحيت کي تبديل ڪرڻ لاءِ سينسر جي ڪيريئر کثافت کي ترتيب ڏيڻ جي بنياد تي p-NiO (pp0) ۽ n-SnO2 (nn0)، ترتيب سان.انهن ڏيکاريو ته p-type NiO جو pp0 ٿورڙو NO2 ماحول ۾ تبديل ٿيو، جڏهن ته اهو H2 ماحول ۾ ڊرامائي طور تي تبديل ٿيو (تصوير 9b).جڏهن ته، n-قسم SnO2 لاء، nn0 برعڪس طريقي سان عمل ڪري ٿو (تصوير 9c).انهن نتيجن جي بنياد تي، مصنفن اهو نتيجو ڪيو ته جڏهن H2 سينسر تي NiO/SnO2 pn heterojunction جي بنياد تي لاڳو ڪيو ويو، nn0 ۾ واڌ جي نتيجي ۾ Jn ۾ اضافو ٿيو، ۽ \(V_{bi}^0\) جي نتيجي ۾. جواب ۾ گهٽتائي (تصوير 9d).NO2 جي نمائش کان پوء، SnO2 ۾ nn0 ۾ وڏي گهٽتائي ۽ NiO ۾ pp0 ۾ هڪ ننڍڙو اضافو \(V_{bi}^0\) ۾ وڏي گهٽتائي جو سبب بڻجي ٿو، جنهن کي يقيني بڻائي ٿو ته حسي ردعمل ۾ اضافو (تصوير 9d). ) 157 نتيجي ۾، ڪيريئرز جي ڪنسنٽريشن ۾ تبديليون ۽ \(V_{bi}^0\) ڪل ڪرنٽ ۾ تبديليون آڻي ٿو، جيڪو وڌيڪ معلوم ڪرڻ جي صلاحيت کي متاثر ڪري ٿو.
گيس سينسر جي سينسنگ ميڪانيزم قسم III ڊوائيس جي جوڙجڪ تي ٻڌل آهي.اسڪيننگ اليڪٽران مائڪرو اسڪوپي (SEM) ڪراس-سيڪشنل تصويرون، p-NiO/n-SnO2 نانوڪويل ڊيوائس ۽ سينسر جا خاصيتون p-NiO/n-SnO2 نانوڪوئل هيٽروجنڪشن سينسر جي 200°C تي H2 ۽ NO2 لاءِ؛b، هڪ سي-ڊوائيس جو ڪراس-سيڪشنل SEM، ۽ هڪ ڊوائيس جي تخليق جا نتيجا هڪ p-NiO ب-پرت ۽ هڪ n-SnO2 سي-پرت سان.b p-NiO سينسر ۽ c n-SnO2 سينسر خشڪ هوا ۾ I-V خاصيتن کي ماپ ۽ ملن ٿا ۽ H2 ۽ NO2 جي نمائش کان پوءِ.p-NiO ۾ b-hole density جو هڪ ٻه-dimensional نقشو ۽ n-SnO2 پرت ۾ c-اليڪٽران جو نقشو رنگ اسڪيل سان ماڊل ڪيو ويو سينٽورس TCAD سافٽ ويئر استعمال ڪندي.d سموليشن نتيجا ڏيکاريندي 3D نقشو p-NiO/n-SnO2 جو خشڪ هوا ۾، H2 ۽ NO2157 ماحول ۾.
مادي جي ڪيميائي ملڪيتن کان علاوه، قسم III ڊوائيس جي جوڙجڪ خود طاقتور گيس سينسر ٺاهڻ جو امڪان ظاهر ڪري ٿو، جيڪو ٽائپ I ۽ ٽائپ II ڊوائيسز سان ممڪن ناهي.ڇاڪاڻ ته انهن جي موروثي اليڪٽرڪ فيلڊ (BEF) جي ڪري، pn heterojunction diode structures عام طور تي استعمال ڪيا ويندا آهن فوٽووولٽڪ ڊيوائسز ٺاهڻ ۽ 74,158,159,160,161 جي روشنيءَ هيٺ ڪمري جي گرمي پد تي خود طاقتور فوٽو اليڪٽرڪ گيس سينسرز ٺاهڻ جي صلاحيت.BEF heterointerface تي، مواد جي فرمي سطحن ۾ فرق جي ڪري، اليڪٽران-سوراخ جوڑوں جي الڳ ٿيڻ ۾ پڻ مدد ڪري ٿو.خود طاقتور فوٽووولٽڪ گيس سينسر جو فائدو ان جي گھٽ پاور واپرائڻ آهي ڇو ته اهو روشنيءَ جي توانائي کي جذب ڪري سگهي ٿو ۽ پوءِ ٻاهرين طاقت جي ذريعن جي ضرورت کان سواءِ پاڻ کي يا ٻين ننڍڙن ڊوائيسز کي ڪنٽرول ڪري سگهي ٿو.مثال طور، Tanuma ۽ Sugiyama162 ٺاهيا آهن NiO/ZnO pn heterojunctions کي سولر سيلز طور SnO2 تي ٻڌل پولي ڪرسٽلائن CO2 سينسر کي چالو ڪرڻ لاءِ.گاد وغيره.74 رپورٽ ڪيو هڪ خود طاقتور فوٽو وولٽڪ گيس سينسر هڪ Si/ZnO@CdS pn heterojunction جي بنياد تي، جيئن تصوير 10a ۾ ڏيکاريل آهي.عمودي طور تي مبني ZnO نانوائرس سڌو سنئون p-قسم جي سلڪون سبسٽرن تي پوکيا ويا ته جيئن Si/ZnO pn heterojunctions ٺاهي.پوءِ سي ڊي ايس نانو پارٽيڪلز ZnO نانوائرز جي مٿاڇري تي ڪيميائي سطح جي ترميم ذريعي تبديل ڪيا ويا.انجير تي.10a O2 ۽ ايٿانول لاءِ آف لائن Si/ZnO@CdS سينسر ردعمل جا نتيجا ڏيکاري ٿو.روشنيءَ هيٺ، سي/ZnO هيٽرو انٽرفيس تي BEP دوران اليڪٽران-هول جوڙن جي الڳ ٿيڻ سبب اوپن-سرڪٽ وولٽيج (Voc) ڳنڍيل ڊيوڊز جي تعداد سان لڪيريءَ سان وڌي ٿو 74,161.Voc هڪ مساوات جي نمائندگي ڪري سگهجي ٿو.(5) 156،
جتي ND، NA، ۽ Ni آهن ڊونرز، قبول ڪندڙ، ۽ اندروني ڪيريئرز جي ڪنسنٽريشن، ترتيب سان، ۽ k، T، ۽ q ساڳيا پيرا ميٽر آهن جيئن پوئين مساوات ۾.جڏهن آڪسائيڊائيزنگ گيسز جي سامهون اينديون آهن، اهي ZnO نانوائرز مان اليڪٽران ڪڍندا آهن، جنهن جي ڪري \(N_D^{ZnO}\) ۽ Voc ۾ گهٽتائي ٿيندي آهي.برعڪس، گيس جي گھٽتائي جي نتيجي ۾ Voc (Fig. 10a) ۾ اضافو ٿيو.جڏهن ZnO کي سي ڊي ايس نانو پارٽيڪلز سان سينگاريو وڃي ٿو، سي ڊي ايس نانو پارٽيڪلز ۾ فوٽو ايڪسائيٽ ٿيل اليڪٽران ZnO جي ڪنڊڪشن بينڊ ۾ داخل ڪيا وڃن ٿا ۽ جذب ٿيل گيس سان رابطو ڪن ٿا، ان ڪري تصور جي ڪارڪردگي74,160 وڌائي ٿي.Si/ZnO جي بنياد تي ھڪڙو خود طاقتور فوٽووولٽڪ گيس سينسر ھوفمن ايٽ ال پاران ٻڌايو ويو آھي.160، 161 (تصوير 10b).هي سينسر amine-functionalized ZnO nanoparticles ([3-(2-aminoethylamino)propyl]trimethoxysilane) (amino-functionalized-SAM) ۽ thiol ((3-mercaptopropyl) جي هڪ لائن استعمال ڪندي تيار ڪري سگهجي ٿو، ڪم جي ڪم کي ترتيب ڏيڻ لاءِ NO2 (trimethoxysilane) (thiol-functionalized-SAM)) (Fig. 10b) 74,161 جي چونڊيل چڪاس لاءِ ٽارگيٽ گيس جو.
هڪ قسم III ڊوائيس جي ساخت جي بنياد تي هڪ خود طاقتور فوٽو اليڪٽرڪ گيس سينسر.Si/ZnO@CdS جي بنياد تي هڪ سيلف پاورڊ فوٽووولٽڪ گيس سينسر، سيلف پاور سينسنگ ميڪانيزم ۽ سينسر جو ردعمل آڪسائيڊائزڊ (O2) ۽ گھٽ (1000 پي پي ايم ايٿانول) گيسز کي سج جي روشنيءَ هيٺ؛74b سيلف پاورڊ فوٽووولٽڪ گيس سينسر تي ٻڌل Si ZnO/ZnO سينسرز ۽ مختلف گيسز تي سينسر جوابن کان پوءِ ZnO SAM جي فنڪشنلائيزيشن کان پوءِ ٽرمينل amines ۽ thiols 161
تنهن ڪري، جڏهن قسم III سينسر جي حساس ميکانيزم تي بحث ڪيو وڃي، اهو ضروري آهي ته هيٽروجنڪشن رڪاوٽ جي اوچائي ۾ تبديلي ۽ ڪيريئر ڪنسنٽريشن تي اثر انداز ڪرڻ لاء گيس جي صلاحيت جو اندازو لڳايو وڃي.ان کان علاوه، روشني ڦوٽو ٺاهيل ڪيريئر ٺاهي سگھي ٿو جيڪي گيس سان رد عمل ڪن ٿا، جيڪو خود طاقتور گيس جي ڳولا لاء واعدو ڪري ٿو.
جيئن ته هن ادب جي جائزي ۾ بحث ڪيو ويو آهي، ڪيترن ئي مختلف MOS هيٽرونوناسڪٽرز ٺاهيا ويا آهن سينسر ڪارڪردگي کي بهتر ڪرڻ لاء.ويب آف سائنس ڊيٽابيس ۾ مختلف لفظن جي ڳولا ڪئي وئي (ميٽيل آڪسائيڊ ڪمپوزائٽس، ڪور-شيٿ ميٽل آڪسائيڊس، پرت ٿيل ميٽل آڪسائيڊس، ۽ سيلف پاور گيس اينالائيزر) ۽ ان سان گڏ مخصوص خصوصيتون (ڪثرت، حساسيت/ چونڊ، پاور جنريشن جي صلاحيت، پيداوار) .طريقه انهن ٽن ڊوائيسز جون خاصيتون جدول 2 ۾ ڏيکاريل آهن. اعلي ڪارڪردگي گيس سينسرز جي مجموعي ڊيزائن جي تصور کي يامازو پاران تجويز ڪيل ٽن اهم عنصرن جو تجزيو ڪندي بحث ڪيو ويو آهي.MOS Heterostructure sensors لاءِ ميڪانيزم گيس سينسرز تي اثرانداز ٿيندڙ عنصرن کي سمجھڻ لاءِ، مختلف MOS پيٽرولر (مثال طور، اناج جي ماپ، آپريٽنگ گرمي پد، خرابي ۽ آڪسيجن جي خالي جاءِ جي کثافت، کليل ڪرسٽل جهاز) جو احتياط سان اڀياس ڪيو ويو آھي.ڊوائيس جي جوڙجڪ، جيڪا سينسر جي سينسنگ رويي لاء پڻ نازڪ آهي، نظرانداز ڪيو ويو آهي ۽ گهٽ ۾ گهٽ بحث ڪيو ويو آهي.هي جائزو ٽن عام قسم جي ڊوائيس جي جوڙجڪ کي ڳولڻ لاء بنيادي ميڪانيزم تي بحث ڪري ٿو.
اناج جي سائيز جي جوڙجڪ، پيداوار جو طريقو، ۽ قسم I سينسر ۾ سينسنگ مواد جي heterojunctions جو تعداد سينسر جي حساسيت کي تمام گهڻو متاثر ڪري سگھي ٿو.ان کان سواء، سينسر جي رويي کي پڻ متاثر ڪيو ويو آهي اجزاء جي دالر تناسب.ٽائپ II ڊيوائس ڍانچو (آرائشي هيٽرونانواسٽريچرز، بائليئر يا ملٽي ليئر فلمون، HSSNs) سڀ کان وڌيڪ مشهور ڊيوائس ڍانچو آهن جن ۾ ٻه يا وڌيڪ اجزاء شامل آهن، ۽ صرف هڪ جزو اليڪٽروڊ سان ڳنڍيل آهي.هن ڊوائيس جي جوڙجڪ لاء، وهڪري جي چينلن جي مقام جو تعين ڪرڻ ۽ انهن جي لاڳاپن جي تبديلين کي سمجهڻ جي ميکانيزم جي مطالعي ۾ اهم آهي.ڇو ته ٽائپ II ڊوائيسز ۾ ڪيترائي مختلف hierarchical heteronanostructures شامل آھن، ڪيترائي مختلف سينسنگ ميڪانيزم تجويز ڪيا ويا آھن.هڪ قسم جي III حسي جوڙجڪ ۾، وهڪري چينل هيٽروجنڪشن تي ٺهيل هڪ هيٽروجنڪشن طرفان غلبو آهي، ۽ تصور ميڪانيزم مڪمل طور تي مختلف آهي.تنهن ڪري، اهو ضروري آهي ته ٽائيپ III سينسر کي ٽارگيٽ گيس جي نمائش کان پوء heterojunction رڪاوٽ جي اوچائي ۾ تبديلي جو اندازو لڳايو وڃي.هن ڊزائن سان، خود طاقتور فوٽووولٽڪ گيس سينسر ٺاهي سگھجن ٿا بجلي جي استعمال کي گھٽائڻ لاء.تنهن هوندي به، جيئن ته موجوده ٺهڻ ​​وارو عمل بلڪه پيچيده آهي ۽ حساسيت روايتي MOS-بنياد ڪيمو-مزاحمتي گيس سينسر کان تمام گهٽ آهي، اتي اڃا تائين خود طاقتور گيس سينسر جي تحقيق ۾ تمام گهڻو ترقي آهي.
hierarchical heteronanostructures سان گئس MOS سينسر جا بنيادي فائدا رفتار ۽ اعلي حساسيت آهن.بهرحال، MOS گيس سينسر جا ڪجهه اهم مسئلا (مثال طور، اعلي آپريٽنگ درجه حرارت، ڊگهي مدت جي استحڪام، خراب چونڊ ۽ ٻيهر پيداوار، نمي اثرات، وغيره) اڃا تائين موجود آهن ۽ انهن کي عملي ايپليڪيشنن ۾ استعمال ٿيڻ کان اڳ حل ڪرڻ جي ضرورت آهي.جديد MOS گيس سينسر عام طور تي تيز گرمي پد تي ڪم ڪن ٿا ۽ تمام گهڻي طاقت استعمال ڪن ٿا، جيڪو سينسر جي ڊگهي مدت جي استحڪام کي متاثر ڪري ٿو.هن مسئلي کي حل ڪرڻ لاء ٻه عام طريقا آهن: (1) گهٽ پاور سينسر چپس جي ترقي؛(2) نئين حساس مواد جي ترقي جيڪا گهٽ درجه حرارت تي يا ڪمري جي حرارت تي پڻ ڪم ڪري سگهي ٿي.گھٽ-پاور سينسر چپس جي ترقي جو ھڪڙو طريقو آھي سيرامڪس ۽ سلڪون 163 تي ٻڌل مائڪروھيٽنگ پليٽون ٺاھيندي سينسر جي سائيز کي گھٽائڻ.سيرامڪ تي ٻڌل مائڪرو هيٽنگ پليٽس لڳ ڀڳ 50-70 mV في سينسر استعمال ڪنديون آهن، جڏهن ته بهتر ڪيل سلڪون تي ٻڌل مائيڪرو هيٽنگ پليٽس 300 °C163,164 تي مسلسل ڪم ڪندي 2 ميگاواٽ في سينسر جيترو استعمال ڪري سگھن ٿيون.نئين سينسنگ مواد جي ترقي، آپريٽنگ گرمي پد کي گهٽائڻ سان بجلي جي استعمال کي گهٽائڻ جو هڪ مؤثر طريقو آهي، ۽ پڻ سينسر جي استحڪام کي بهتر ڪري سگهي ٿو.جيئن ته MOS جي سائيز سينسر جي حساسيت کي وڌائڻ لاء گهٽجڻ جاري آهي، MOS جي حرارتي استحڪام هڪ چئلينج کان وڌيڪ ٿي سگهي ٿي، جيڪا سينسر سگنل 165 ۾ وڌائي سگھي ٿي.ان کان علاوه، اعلي درجه حرارت هيٽرو انٽرفيس تي مواد جي ڦهلائڻ ۽ مخلوط مرحلن جي ٺهڻ کي وڌايو، جيڪو سينسر جي برقي ملڪيت کي متاثر ڪري ٿو.محققن جي رپورٽ آهي ته سينسر جي وڌ ۾ وڌ آپريٽنگ گرمي پد کي گهٽائي سگهجي ٿو مناسب سينسنگ مواد کي چونڊڻ ۽ MOS هيٽرونانواسڪٽرز کي ترقي ڪندي.انتهائي ڪرسٽلائن MOS هيٽرونانواسٽريچر ٺاهڻ لاءِ گهٽ درجه حرارت واري طريقي جي ڳولا استحڪام کي بهتر ڪرڻ لاءِ هڪ ٻيو پرجوش طريقو آهي.
MOS سينسر جي چونڊ هڪ ٻيو عملي مسئلو آهي جيئن مختلف گيسز ٽارگيٽ گيس سان گڏ گڏ هجن، جڏهن ته MOS سينسر اڪثر ڪري هڪ کان وڌيڪ گيس سان حساس هوندا آهن ۽ اڪثر ڪري ڪراس حساسيت جي نمائش ڪندا آهن.تنهن ڪري، سينسر جي چونڊ کي حدف گيس ۽ ٻين گيس ڏانهن وڌائڻ عملي ايپليڪيشنن لاء اهم آهي.گذريل ڪجھ ڏهاڪن کان، چونڊ کي جزوي طور تي "اليڪٽرانڪ نوز (اي-نوز)" جي نالي سان گيس سينسرز جي صفن جي تعمير ذريعي خطاب ڪيو ويو آهي، ڪمپيوٽر جي تجزياتي الگورتھم سان گڏ، جهڙوڪ ٽريننگ ویکٹر ڪوانٽيائيزيشن (LVQ)، پرنسپل جزو تجزيي (PCA)، وغيره e.جنسي مسئلا.Partial Least Squares (PLS) وغيره. 31, 32, 33, 34. ٻه مکيه عنصر (سينسر جو تعداد، جيڪي ويجهڙائيءَ سان لاڳاپيل آهن سينسنگ مواد جي قسم، ۽ ڪمپيوٽري تجزيا) برقي نڪ جي صلاحيت کي بهتر بڻائڻ لاءِ اهم آهن. گيس جي سڃاڻپ ڪرڻ لاء 169.بهرحال، سينسر جي تعداد کي وڌائڻ لاء عام طور تي ڪيترن ئي پيچيده پيداوار جي عملن جي ضرورت هوندي آهي، تنهنڪري اهو ضروري آهي ته برقي نوز جي ڪارڪردگي کي بهتر ڪرڻ لاء هڪ سادي طريقو ڳولڻ لاء.ان کان سواء، ٻين مواد سان MOS کي تبديل ڪرڻ پڻ سينسر جي چونڊ کي وڌائي سگھي ٿو.مثال طور، H2 جي چونڊيل سڃاڻپ حاصل ڪري سگهجي ٿي NP Pd سان تبديل ٿيل MOS جي سٺي ڪيٽيليٽڪ سرگرمي جي ڪري.تازن سالن ۾، ڪجهه محقق MOS MOF مٿاڇري کي گڏ ڪيو آهي ته جيئن 171,172 سائيز جي اخراج ذريعي سينسر جي چونڊ کي بهتر بڻائي سگهجي.هن ڪم کان متاثر ٿي، مادي فنڪشنلائيزيشن ڪنهن به طريقي سان چونڊ جي مسئلي کي حل ڪري سگهي ٿي.بهرحال، صحيح مواد چونڊڻ ۾ اڃا تائين تمام گهڻو ڪم ڪرڻو آهي.
ساڳئي حالتن ۽ طريقن جي تحت ٺاهيل سينسر جي خاصيتن جي ورجائي قابليت وڏي پيماني تي پيداوار ۽ عملي ايپليڪيشنن لاء هڪ ٻي اهم ضرورت آهي.عام طور تي، سينٽرفيوگريشن ۽ ڊيپنگ جا طريقا گھٽ قيمت وارا طريقا آھن جيڪي ھاء تھرو پُٽ گيس سينسر ٺاھڻ لاءِ.جڏهن ته، انهن عملن دوران، حساس مواد مجموعي طور تي ٿي ويندو آهي ۽ حساس مواد ۽ ذيلي ذخيري جي وچ ۾ لاڳاپو ڪمزور ٿي ويندو آهي 68، 138، 168. نتيجي طور، سينسر جي حساسيت ۽ استحڪام خاص طور تي خراب ٿي ويندي آهي، ۽ ڪارڪردگي ٻيهر پيدا ٿيڻ واري ٿي ويندي آهي.ٻيا ٺاھڻ جا طريقا جھڙوڪ اسپٽرنگ، ALD، pulsed laser deposition (PLD)، ۽ فزيڪل وانپ ڊيپوزيشن (PVD) بيليئر يا ملٽي ليئر MOS فلمن جي پيداوار کي سڌو سنئون نمونن واري سلکان يا ايلومينا سبسٽراٽس تي اجازت ڏين ٿا.اهي ٽيڪنالاجيون حساس مواد جي تعمير کان بچڻ، سينسر جي پيداوار کي يقيني بڻائڻ، ۽ پلانر پتلي فلم سينسر جي وڏي پيماني تي پيداوار جي فزيبلٽي کي ظاهر ڪن ٿا.بهرحال، انهن فليٽ فلمن جي حساسيت عام طور تي 3D نانو تعمير ٿيل مواد جي ڀيٽ ۾ تمام گهٽ آهي ڇاڪاڻ ته انهن جي ننڍڙي مخصوص سطح جي ايراضي ۽ گهٽ گيس پارمميبلٽي 41,174.نئين حڪمت عمليون MOS heteronanostructures وڌائڻ لاءِ مخصوص جڳهن تي ڍانچي مائيڪرويئرز تي ۽ خاص طور تي حساس مواد جي سائيز، ٿولهه ۽ مورفولوجي کي ڪنٽرول ڪرڻ لاءِ اهم آهن گھٽ قيمت جي ٺهڻ لاءِ ويفر-سطح سينسر جي اعلي پيداوار ۽ حساسيت سان.مثال طور، Liu et al.174 مخصوص جڳهن تي سيٽو ني (OH) 2 نانووالز ۾ وڌي ڪري اعليٰ-ٿروپٽ ڪرسٽلائٽس ٺاهڻ لاءِ گڏيل مٿين-هيٺ ۽ هيٺ مٿي-اپ حڪمت عملي تجويز ڪئي..مائڪرو برنرز لاءِ ويفر.
ان کان سواء، عملي ايپليڪيشنن ۾ سينسر تي نمي جي اثر تي غور ڪرڻ پڻ ضروري آهي.پاڻي جي انوولز سينسر مواد ۾ جذب ​​ڪرڻ واري سائيٽن لاء آڪسيجن انوولز سان مقابلو ڪري سگھن ٿا ۽ ٽارگيٽ گيس لاء سينسر جي ذميواري کي متاثر ڪري سگھن ٿا.آڪسيجن وانگر، پاڻي هڪ ماليڪيول طور ڪم ڪري ٿو جسماني ترتيب جي ذريعي، ۽ ڪيميسورپشن ذريعي مختلف آڪسائيڊ اسٽيشنن تي هائيڊروڪسيل ريڊيڪلز يا هائيڊروڪسيل گروپن جي صورت ۾ به موجود ٿي سگهي ٿو.ان کان سواء، ماحول جي اعلي سطح ۽ متغير نمي جي ڪري، ٽارگيٽ گيس کي سينسر جو هڪ قابل اعتماد جواب هڪ وڏو مسئلو آهي.ھن مسئلي کي حل ڪرڻ لاءِ ڪيتريون ئي حڪمت عمليون ٺاھيون ويون آھن، جھڙوڪ گيس جي اڳڪٿي 177، نمي جو معاوضو ۽ ڪراس-رد عمل واري لٽيس طريقا178، ۽ گڏوگڏ خشڪ ڪرڻ جا طريقا 179,180.بهرحال، اهي طريقا قيمتي، پيچيده، ۽ سينسر جي حساسيت کي گھٽائي رهيا آهن.نمي جي اثرن کي دٻائڻ لاءِ ڪيتريون ئي سستيون حڪمت عمليون تجويز ڪيون ويون آهن.مثال طور، SnO2 کي Pd nanoparticles سان سجاڻ سان جذب ٿيل آڪسيجن کي anionic ذرات ۾ تبديل ڪرڻ کي فروغ ڏئي سگھي ٿو، جڏهن ته SnO2 کي فعال ڪرڻ واري مواد سان پاڻي جي ماليڪيولن لاءِ اعليٰ تعلق رکندڙ مواد، جهڙوڪ NiO ۽ CuO، پاڻي جي ماليڪيولز تي نمي جي انحصار کي روڪڻ جا ٻه طريقا آهن..سينسر 181، 182، 183. ان کان علاوه، نمي جو اثر پڻ گھٽائي سگھجي ٿو ھائيڊروفوبڪ مواد استعمال ڪندي ھائيڊروفوبڪ سطحون 36,138,184,185.بهرحال، نمي جي مزاحمتي گيس سينسرز جي ترقي اڃا شروعاتي مرحلي ۾ آهي، ۽ انهن مسئلن کي حل ڪرڻ لاءِ وڌيڪ جديد حڪمت عملين جي ضرورت آهي.
نتيجي ۾، پتو لڳائڻ جي ڪارڪردگي ۾ بهتري (مثال طور، حساسيت، چونڊ، گهٽ وڌ کان وڌ آپريٽنگ درجه حرارت) MOS heteronanostructures ٺاهڻ جي ذريعي حاصل ڪئي وئي آهي، ۽ مختلف بهتر ڳولڻ واري ميڪانيزم کي تجويز ڪيو ويو آهي.جڏهن هڪ خاص سينسر جي سينسنگ ميڪانيزم جو مطالعو ڪيو وڃي، ڊوائيس جي جاميٽري ڍانچي کي پڻ حساب ۾ رکڻ گهرجي.نئين سينسنگ مواد ۾ تحقيق ۽ ترقي يافته ٺاھڻ واري حڪمت عملي ۾ تحقيق جي ضرورت پوندي گئس سينسر جي ڪارڪردگي کي وڌيڪ بهتر ڪرڻ ۽ مستقبل ۾ باقي چئلينج کي منهن ڏيڻ لاء.سينسر جي خاصيتن جي ڪنٽرول ٽائيننگ لاء، اهو ضروري آهي ته سسٽماتي طريقي سان سينسر مواد جي مصنوعي طريقي ۽ هيٽرونانواسڪچرز جي ڪم جي وچ ۾ تعلق پيدا ڪرڻ.ان کان علاوه، مٿاڇري جي رد عمل جو مطالعو ۽ جديد خاصيتن جي طريقن کي استعمال ڪندي heterointerfaces ۾ تبديليون انهن جي تصور جي ميڪانيزم کي واضع ڪرڻ ۾ مدد ڪري سگھن ٿيون ۽ هيٽرونانواسٽريچرڊ مواد جي بنياد تي سينسر جي ترقي لاء سفارشون مهيا ڪري سگھن ٿيون.آخرڪار، جديد سينسر ٺاھڻ واري حڪمت عملي جي مطالعي کي اجازت ڏئي سگھي ٿي ننڍڙي گيس سينسر جي ٺاھڻ کي انھن جي صنعتي ايپليڪيشنن لاء ويفر سطح تي.
Genzel، NN et al.شهري علائقن ۾ دمما سان ٻارن ۾ اندروني نائيٽروجن ڊاءِ آڪسائيڊ جي سطح ۽ تنفس جي علامات جو هڪ ڊگهو مطالعو.پاڙو.صحت جي نقطه نظر.116، 1428-1432 (2008).


پوسٽ ٽائيم: نومبر-04-2022