当前位置:
X-MOL 学术
›
Ceram. Int.
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Solution processed, vertically aligned, AZO nanocolumn array for chemiresistive sensor application with UV-enhanced sensitivity
Ceramics International ( IF 5.1 ) Pub Date : 2020-10-01 , DOI: 10.1016/j.ceramint.2020.04.162 Dinesh Kumar , Zingway Pei
Ceramics International ( IF 5.1 ) Pub Date : 2020-10-01 , DOI: 10.1016/j.ceramint.2020.04.162 Dinesh Kumar , Zingway Pei
Abstract In this work, a wide and highly sensitive chemiresistive sensor has been developed based on the AZO nanocolumn array film. This is meant for the room detection of H2O2 under UV illumination. A cost-effective one step multi-layers growth process was adopted for the synthesis of the AZO nanocolumn array. The experimental studies were done by scanning electron microscopy (SEM), transmission and electron microscopy (TEM).Then X-ray diffraction confirmed that the AZO column array was closely packed, connected, vertically aligned, and polycrystalline, with a high surface area. This structure ensures better electrical conduction over random and separated nanostructures. The hall-effect measurement indicates that the AZO film was n-type, with high conductivity (3.60 × 103 Ωcm), high carrier density (11.3 × 1020cm−3) and with acceptable mobility (0.95 cm2/Vs). The x-ray photoemission spectroscopy suggests that the AZO film consists of a large amount of adsorbed oxygen-related species at the sheath layer of the thin-film, which is vital for sensors. By the UV light activation, sensors based on the AZO nanocolumn array exhibited enhanced H2O2 detection properties at room temperature. At a concentration from 15 μM to 30 mM, H2O2 sensitivity evaluated by relative response was remarkably increased from 15% to 36%. The operation under ambient conditions and wide range sensing shows that this chemiresistive AZO sensor is adequate for biomedical and environmental applications.
中文翻译:
溶液处理的、垂直排列的 AZO 纳米柱阵列,用于具有紫外线增强灵敏度的化学电阻传感器应用
摘要 在这项工作中,基于偶氮纳米柱阵列薄膜开发了一种宽且高灵敏度的化学电阻传感器。这用于在紫外线照射下对 H2O2 进行室内检测。偶氮纳米柱阵列的合成采用了一种具有成本效益的一步多层生长工艺。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射和电子显微镜(TEM)进行了实验研究。然后X射线衍射证实AZO柱阵列紧密堆积、连接、垂直排列和多晶,具有高表面积。这种结构确保了比随机和分离的纳米结构更好的导电性。霍尔效应测量表明 AZO 薄膜为 n 型,具有高电导率 (3.60 × 103 Ωcm)、高载流子密度 (11. 3 × 1020cm−3) 并且具有可接受的迁移率 (0.95 cm2/Vs)。X 射线光电子能谱表明 AZO 膜由大量吸附在薄膜鞘层的氧相关物质组成,这对传感器至关重要。通过紫外光激活,基于 AZO 纳米柱阵列的传感器在室温下表现出增强的 H2O2 检测特性。在 15 μM 到 30 mM 的浓度下,通过相对响应评估的 H2O2 灵敏度从 15% 显着增加到 36%。在环境条件和宽范围传感下的操作表明,这种化学电阻偶氮传感器适用于生物医学和环境应用。这对传感器至关重要。通过紫外光激活,基于 AZO 纳米柱阵列的传感器在室温下表现出增强的 H2O2 检测特性。在 15 μM 到 30 mM 的浓度下,通过相对响应评估的 H2O2 灵敏度从 15% 显着增加到 36%。在环境条件和宽范围传感下的操作表明,这种化学电阻偶氮传感器适用于生物医学和环境应用。这对传感器至关重要。通过紫外光激活,基于 AZO 纳米柱阵列的传感器在室温下表现出增强的 H2O2 检测特性。在 15 μM 到 30 mM 的浓度下,通过相对响应评估的 H2O2 灵敏度从 15% 显着增加到 36%。在环境条件和宽范围传感下的操作表明,这种化学电阻偶氮传感器适用于生物医学和环境应用。
更新日期:2020-10-01
中文翻译:
溶液处理的、垂直排列的 AZO 纳米柱阵列,用于具有紫外线增强灵敏度的化学电阻传感器应用
摘要 在这项工作中,基于偶氮纳米柱阵列薄膜开发了一种宽且高灵敏度的化学电阻传感器。这用于在紫外线照射下对 H2O2 进行室内检测。偶氮纳米柱阵列的合成采用了一种具有成本效益的一步多层生长工艺。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射和电子显微镜(TEM)进行了实验研究。然后X射线衍射证实AZO柱阵列紧密堆积、连接、垂直排列和多晶,具有高表面积。这种结构确保了比随机和分离的纳米结构更好的导电性。霍尔效应测量表明 AZO 薄膜为 n 型,具有高电导率 (3.60 × 103 Ωcm)、高载流子密度 (11. 3 × 1020cm−3) 并且具有可接受的迁移率 (0.95 cm2/Vs)。X 射线光电子能谱表明 AZO 膜由大量吸附在薄膜鞘层的氧相关物质组成,这对传感器至关重要。通过紫外光激活,基于 AZO 纳米柱阵列的传感器在室温下表现出增强的 H2O2 检测特性。在 15 μM 到 30 mM 的浓度下,通过相对响应评估的 H2O2 灵敏度从 15% 显着增加到 36%。在环境条件和宽范围传感下的操作表明,这种化学电阻偶氮传感器适用于生物医学和环境应用。这对传感器至关重要。通过紫外光激活,基于 AZO 纳米柱阵列的传感器在室温下表现出增强的 H2O2 检测特性。在 15 μM 到 30 mM 的浓度下,通过相对响应评估的 H2O2 灵敏度从 15% 显着增加到 36%。在环境条件和宽范围传感下的操作表明,这种化学电阻偶氮传感器适用于生物医学和环境应用。这对传感器至关重要。通过紫外光激活,基于 AZO 纳米柱阵列的传感器在室温下表现出增强的 H2O2 检测特性。在 15 μM 到 30 mM 的浓度下,通过相对响应评估的 H2O2 灵敏度从 15% 显着增加到 36%。在环境条件和宽范围传感下的操作表明,这种化学电阻偶氮传感器适用于生物医学和环境应用。