AFM:一种用于高性能小型化学传感的半导体纳米线阵列
Nanoyu Nanoyu 2021-10-23


化学电阻传感是目前最有前途的便携式、小型化化学传感技术之一,其应用范围从空气质量监测到爆炸物检测和医疗诊断。近年来,开发具有高灵敏度、高选择性、高时空分辨率、长期稳定性和高性价比的微芯片化学传感器得到了人们越来越多的研究。

近日,澳大利亚国立大学Lan Fu,Antonio Tricoli,Krishnan Murugappan报道了首次开发了一种由化学电阻垂直磷化铟(InP)纳米线(NW)阵列组成的高性能小型化气体传感器,并展示了其在选择性检测主要空气污染物二氧化氮(NO2)方面的潜力。

文章要点

1研究发现,得益于精心设计的NW几何结构(即直径和间距),气体传感器获得了比先前报道的半导体基NO2传感器更好的传感性能,在室温下获得了3.1 ppb的检测极限,具有出色的选择性和长期稳定性。

2研究人员系统地研究了NW直径和节距尺寸对传感响应的影响,结果表明,NW密度越高(节距越小),NW直径越小,传感性能越好。进一步的,通过对NW阵列响应动力学、理论模型和电学模拟的分析,研究了NW阵列的传感机理,揭示了与气体吸附和电子转移/耗尽过程相关的强烈的NW几何结构。为未来基于阵列的NW器件设计提供了新的思路。

这些发现表明,由于其独特的纳米结构、材料特性和CMOS兼容的制造工艺,III-V化合物半导体纳米阵列为开发未来高性能、小型化的片上传感系统提供了一个新的、有前途的化学传感平台。

 

参考文献

Shiyu Wei, et al, Semiconductor Nanowire Arrays for High-Performance Miniaturized Chemical Sensing, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202107596

https://doi.org/10.1002/adfm.202107596


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