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刻面特异性 NiCo2O4/Fe2O3 p-n 异质结,具有很有前途的三乙胺传感特性

Journal of Colloid and Interface Science ( IF 9.4 ) Pub Date : 2023-10-02 , DOI: 10.1016/j.jcis.2023.09.187
Yan Liang 1 , Zhongke Xiang 1 , Xiaojian Zhao 1 , Peipei Yan 1 , Li Xue 1 , Lisheng Gu 1 , Yongdong Long 1 , Ting Yu 2 , Yong Yang 2
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具有特定晶体刻面曝光的半导体气体传感材料近年来引起了研究人员的关注。然而,相关研究主要集中在单一金属氧化物半导体上。半导体 p-n 异质结的晶体刻面设计研究仍然极具挑战性。本文以高能 {111} 晶面的 NiCo2O4 八面体纳米晶为衬底,对具有{001}晶面的 Fe2O3 纳米棒进行了修饰,获得了刻面特异性的 NiCo2O4/Fe2O3 p-n 异质结。p-n 异质结显示出良好的三乙胺传感性能,在 300 °C 时具有高响应 70 (Ra/Rg, 100 ppm),分别比原始 NiCo2O4 和 Fe2O3 高约 57 倍和 10 倍。理论计算表明,Co-Fe 在异质结中的 d 轨道形成的电子耦合效应加强了对三乙胺中 N 位点轨道的影响,从而提高了三乙胺的吸附和界面电荷转移。结果表明,NiCo2O4 和 Fe2O3 的晶体刻面设计可以实现 p-n 异质结表面/界面特性的协同优化,从而实现气敏性能的全面提升。本研究不仅提供了一种高性能的三乙胺传感材料,而且在原子和电子水平上极大地丰富了 p-n 异质结的气体传感机制。




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更新日期:2023-10-02
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