Nanosensors based on individual hybrid structures and their application in gas sensing at room temperature
Închide
Conţinutul numărului revistei
Articolul precedent
Articolul urmator
116 1
Ultima descărcare din IBN:
2020-06-13 09:54
Căutarea după subiecte
similare conform CZU
621.3.049.77 (10)
Electrotehnică (723)
SM ISO690:2012
POSTICA, Vasilie; RASCH, Florian; SCHUTT, Fabian; ADELUNG, Rainer; LUPAN, Oleg. Nanosensors based on individual hybrid structures and their application in gas sensing at room temperature. In: Journal of Engineering Sciences. 2020, nr. 2, pp. 76-86. ISSN 2587-3474.
10.5281/zenodo.3784354
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF
BibTeX
DataCite
Dublin Core
Journal of Engineering Sciences
Numărul 2 / 2020 / ISSN 2587-3474 /ISSNe 2587-3482

Nanosensors based on individual hybrid structures and their application in gas sensing at room temperature


CZU: 621.3.049.77
DOI: 10.5281/zenodo.3784354
Pag. 76-86

Postica Vasilie1, Rasch Florian2, Schutt Fabian2, Adelung Rainer2, Lupan Oleg1
 
1 Technical University of Moldova,
2 Institute for Material Science, Christian-Albrechts- University of Kiel
 
Disponibil în IBN: 3 iunie 2020


Rezumat

Because the commercialization of nanosensors in the field of gas sensing is still in its infancy, many efforts have been made to develop efficient methods to increase their performances. A special attention was paid to the increase of the sensitivity and selectivity of the gas nanosensors based on individual micro - or nanostructures using different strategies. In this work, the recent results in the field of high-performance gas nanosensors obtained by the research group from Centre for Nanotechnology and Nanosensors, Technical University of Moldova in collaboration with Kiel University, Germany are highlighted and summarized. The quasi-uni-dimensional (1-D) and three-dimensional (3-D) individual hybrid structures based on zinc oxide were integrated into nanodevices using a focused ion beam/scanning electron microscopy (FIB/SEM) instrument. The hybridization of the individual ZnO structures is shown to result in a considerable increase in gas response, as well as a change in selectivity to volatile organic compounds and ammonia. Particularly, an increase in hydrogen gas response (by about 2 times) was obtained by surface functionalization with ZnAl2O4 nanoparticles, while a change in selectivity to ethanol vapors and ammonia was obtained by surface functionalization with Fe2O3 nanoparticles or buckminster fullerenes (C60) and carbon nanotubes (CNTs), respectively. The obtained results provide new avenues for the rational engineering of gas nanosensors by the use of hybrid nanomaterial systems with enhanced synergistic catalytic behavior and potential barrier manipulation.

Deoarece comercializarea micro- și nano-senzorilor în domeniul detectării gazelor este încă în stare incipientă, s-au depus multe eforturi pentru a dezvolta metode eficiente de control a performanţelor acestora. O atenţie deosebită a fost acordată creșterii sensibilităţii și selectivităţii nanosenzorilor de gaze pe baza micro - sau nanostructurilor individuale de oxizi semiconductori, utilizând diferite strategii. În lucrarea dată sunt evidenţiate și rezumate rezultatele recente în domeniul nanosenzorilor de gaz de înaltă performanţă, obţinuţi de grupul de cercetare de la Centrul de Nanotehnologii și Nanosenzori (CNN), Universitatea Tehnică a Moldovei (UTM) în colaborare cu Universitatea Kiel, Germania. Structurile hibride individuale cvasi-uni-dimensionale (1-D) și tridimensionale (3-D) pe bază de oxid de zinc (ZnO) au fost integrate în micro - și nanodispozitive folosind microscopia electronică asociată cu fascicolul focusat de ioni (FIB / SEM). Formarea structurilor individuale hibride pe bază de ZnO are ca rezultat o creștere considerabilă a răspunsului la gaze, precum și o schimbare a selectivităţii la compuși organici volatili și amoniac. În special, a fost obţinută o creștere a răspunsului la gazul de hidrogen (de aproximativ 2 ori) prin funcţionalizarea suprafeţei cu nanoparticule de ZnAl2O4, în timp ce o schimbare a selectivităţii la vaporii de etanol și la amoniac a fost obţinută prin funcţionalizarea suprafeţei cu nanoparticule de Fe2O3 sau fullerene buckminster (C60) și nanotuburi de carbon (CNT), respectiv. Rezultatele obţinute oferă noi căi pentru ingineria micro - și nano-senzorilor de gaze prin utilizarea nanomateriale hibride individuale cu un comportament catalitic sinergic îmbunătăţit și o modulare eficientă a barierilor de potenţial.

Cuvinte-cheie
Hybrid materials, Nanosensors, gas sensor, ZnO, Room temperature,

materiale hibride, nanosenzori, senzor de gaz, ZnO, temperatura camerei