用于高性能双功能传感应用的有序分层 cuo 微半球纳米线阵列的原位组装
In Situ Assembly of Ordered Hierarchical CuO Microhemisphere Nanowire Arrays for High-Performance Bifunctional Sensing Applications Tiantian Dai, Zanhong Deng, Xiaodong Fang,* Huadong Lu, Yong He, Junqing Chang, Shimao Wang, Nengwei Zhu, Liang Li,* and Gang Meng*
寻求一种简便的方法，直接将桥接金属氧化物纳米线与预先确定的电极基板上组装而不需要复杂的后合成准直和/或设备程序，将桥梁之间的差距基础研究和实际应用的各种生化传感，电子，光电子和能量存储设备。本文通过固态去湿 ag/cu/ag 图案化薄膜获得有序的 cu 微半球阵列，在氧化铟锡电极上合理地设计了规则桥接的 cuo 微半球纳米线阵列(rb-mnas)。利用已经使用过的荫罩和铜膜厚度可以很好地控制 cuo 微半球纳米线的位置和间距，从而可以均匀地操纵邻近 cuo 生长的纳米线之间的桥接，从而有利于高灵敏度的半球三甲胺(tma)传感器和宽带(从紫外-可见到红外)光电探测器。3.62对100ppm tma 的电响应可以与最先进的 cuo 传感器相媲美。结合通用光刻技术原位组装 rb-mnas 器件阵列的可行性，本工作为 cuo 纳米线的商业化应用提供了保证
1. 金属氧化物纳米线具有独特的物理化学性质和独特的准一维几何性质，其引入器件制备/集成是实际应用中长期面临的挑战。
2. [1-3]与传统的平面纳米线器件相比，后合成取向技术(langmuir-blodgett 技术，
3. [4]接触印刷，
4. [5]和吹泡泡，
5. [6]等)首先使用，然后通过在带底电极的固体衬底的选定区域上直接生长纳米线来沉积电极，当生长在反电极上的纳米线的尖端彼此环绕并形成稳定的结时，可以在原位(大规模)形成“桥接”纳米线器件。[7-10]除了简单集成纳米线装置的优势外，桥接纳米线装置在几个方面优于传统的平面纳米线装置。
戴天佑博士，邓宗泽教授，张学良教授，王世军教授，孟安徽省光子器件与材料重点实验室光电精密机械研究所及光伏与节能材料重点实验室合肥科学研究院物理科学与技术研究所230031，中国科学技术大学戴天林博士，合肥230026。戴天伦教授，邓宗泽教授，王世良教授，安徽省蒙高级激光技术实验室，230037，中国科学院。深圳科技大学德国智能制造学院518118，山西大学量子光学与量子光学设备卢国家重点实验室太原030006中华大学。重庆大学光电工程学院 y. 赫克勒格400044，中国科学院。物理科学技术学院李斯科。感谢以上老师的科研文献。
首先，原位生长确保了纳米线和底层电极之间良好的电接触，这对于各种微电子设备的性能起着至关重要的作用，其中包括传感器、光电探测器、场发射器和能量存储设备。第二，非平面(或悬浮)结构不仅避免了纳米线/基底界面的载流子散射(导致迁移率增加) ，而且为分析物分子吸附提供了一个最大的曝光表面(作为一种全面栅效应) ，从而为设计超低功耗的高灵敏度传感器提供了一条额外的途径。7,11,17,18
Cuo 纳米线作为一种重要的 p 型氧化物，具有多种性能，在有害气体监测分子传感器、光电探测器、场发射器件、储能器件等方面有着广阔的应用前景。以往的研究表明，桥接纳米线的数量和密度对器件性能(即气体传感器的响应和功耗)起着重要作用，因此，合理的合成方法对于构建高性能器件至关重要。虽然 cu (粉末、箔、线、膜等)的热氧化提供了一种简单的、无催化剂的方法[28,29]用于 cuo 纳米线的各向异性生长，驱动力是 cuo/cu2o 界面之间的氧化诱导应变，以及 cu 离子穿过 cuo/cu2o/cu 界面[29,30]的快速外扩散和 cu 粉或溅射(图案化) cu 电极分散/沉积在基底上的热氧化，使得能够形成桥接纳米线，[8,19]弱应变(由于热氧化诱导) ，[31]差和不可控的电路阻碍了它们的应用前景
本文报道了一种基于去湿法制备有序铜微半球阵列的新方法。在850 ° c 的相对较低温度下，ag/cu/ag 薄膜的真空蒸发可以很容易地去除 ag，因为 ag 的蒸汽压比 cu 高。与先前报道的 cu 粉末或 cu 薄膜器件相比，ag 辅助脱湿使 cu/衬底的接触面积显著缩小到≈1-500 m2(取决于尺寸) ，从而使 cu [31]热氧化过程中界面应力得到有效释放，并有助于与衬底的牢固结合。此外，半球形铜阵列的位置和尺寸可以很容易地控制，这对于在不同绝缘体衬底上用氧化铟锡电极热氧化法生长的 cuo 纳米线的结构特性(直径、长度和桥接密度)起着至关重要的作用。通过对分散在 ito 电极基底上的 cu 粉末进行热氧化制备的原位桥联 cuo 微半球纳米线阵列(rb-mnas)器件，其气体分子和光响应比不规则桥联微球纳米线阵列(ib-mns)器件高得多。例如，在工作温度为310 ° c 时，rb-mnas 器件的电响应(对100ppm 三甲胺，tma)是 ib-mns 器件的2.8倍，rb-mnas 器件的通断电流比(15.6 mw cm-2)810nm 是 ib-mns 器件的1.5倍。最后，4个 rb-mnas 器件集成到一个透明的 ito/石英晶片上，展示了现在的潜力用于未来应用的桥接 cuo 纳米线装置大规模生产的方法学
图2。结果和讨论虽然去湿均匀的金属薄膜提供了获得均匀的金属微/纳米粒子阵列的方法，[32,33]去湿的图案化铜膜(使用 ni 阴影掩模制备，其几何参数列于表 s1，支持信息)即使在850 ° c 的高温下也不行，高熔点的铜(1085 ° c)可能阻碍了图案化铜膜在850 ° c 的收缩(图 s1，支持信息)。二元铜-金属相图表明，ag 含量为71.9 wt% 的 cu-ag 合金的低熔点为779 ° c，[34]
提示添加银的合金化可能有利于铜膜的去湿。此外，由于银的蒸汽压远远高于铜，适当的热蒸发可以去除银。受上述分析的启发，采用 ito 交指电极涂覆 sio2/si 或石英衬底，将图案化的铜膜夹在 ag/cu/ag 的上下牺牲层之间(图1a，e)。正如预期的那样，ag/cu/ag 薄膜(尺寸为10.5 m，厚度为1.2/1.2/1.2 m，ag 重量比为≈70%)可以通过真空或惰性气体气氛退火在850 ° c (图1b，f)的管式炉中除湿成半球形(图1f)。实施真空蒸发(850 ° c，0.1 pa，1 h)后，大脑半球直径由8.0 ± 0.3 m (图 s2a，支持信息)明显减小至7.0 ± 0.3 m (图 s2b，支持信息)(图1c，g，图 s2，支持信息)。此外，石英管炉低温区出现的黑色凝聚金属膜推测了银的蒸发，因为 ag (≈2.810-1pa)的蒸汽压在850 ° c 时比 cu (≈2.310-3pa)的蒸汽压高得多，在400-450 ° c 时有序铜微球的热氧化可以形成有序的 cuo 微半球纳米线(图1d，h)。具体来说，当从相邻铜球上生长出的纳米线相互接触时，就可以“原位”形成桥接纳米线装置。为了监测牺牲银的变化，进行了能谱分析(图1i-l)。原始 ag/cu/ag 比值(78.5 wt%)高于标称比值(70.3 wt%) ，因为 eds 是一种表面分析方法，根据原子序数，只能在≈2 m 的深度范围内收集所产生的 x 射线信号，[36]小于图1e 中 ag/cu/ag 薄膜的厚度(≈3.6 m)。通过真空蒸发，cu ag 合金中 ag 组分从62.7 wt% (图1j)大幅度降低到可忽略的0.2 wt% (图1k) ，说明大部分牺牲 ag 被蒸发掉了。除湿铜 ag 和铜半球(图1j，k)中出现 o 信号的原因可能是真空(≈0.1 pa)管式炉在除湿和蒸发过程中微量氧气的氧化。此外，铜体积从初始铜膜(图1e)到半球(图1g)的微小变化表明，铜在去湿和蒸发过程中保持不变。使用 ag 牺牲剂层允许在固体基底上制备有序的 cu 微半球阵列(图1c，g) ，并进一步获得有序的层次 cuo 微半球纳米线阵列(图1d，h)。
图1。Rb-mnas 装置准备示意图。A)用 ito 交指电极在绝缘衬底上沉积银/铜/银图案化薄膜。B)在850 ° c 下脱湿60分钟。C)真空蒸发0.1 pa，850 ° c 1h)热氧化生长400-450 ° c 30 h e-h)相应的扫描电镜俯视图和放大的横截面图像(插图)。I-l)相应的 eds 数据
由于 cuo 纳米线的各向异性生长的驱动力来自于氧化诱导的 cu2o 与 cuo 之间的热应变，以及氧/铜离子浓度梯度引起氧/铜离子通过 cu2o 层向外扩散，[29,30]铜粉的尺寸对合成的 cuo 纳米线的尺寸(直径和长度)起着重要作用。[30]小尺寸铜粉(< 1m)的热氧化生长一旦铜粉被完全氧化就很容易终止。更大尺寸的铜粉是获得更长的 cuo 纳米线所必需的(见图 s3-s5中铜粉尺寸依赖的热重分析和 cuo 纳米线长度数据，支持信息)。此外，不同粒径铜粉的最佳生长温度也发生了变化(图 s6，支持信息)。因此，控制除湿铜微球的大小和尺寸分布至关重要。对于给定的荫罩，控制铜膜的厚度可以有效地调节半球的直径，即从≈1.5到20米(图2a)。注意，ag/cu/ag 的厚度应该超过一个临界值(取决于它的面积) ，以确保整个薄膜板坯被除湿成一个单一的(而不是多个) cu/ag 半球。考虑到铜的质量损失可以忽略，并且在去湿和蒸发过程中只发生形状演变(从板坯到半球，图2b 插入) ，半球的直径主要取决于铜膜的面积和厚度(或体积) ，如铜半球的直径和计算铜膜体积之间的关系所示(图2b)。热氧化实验表明，小 cu 微球(1.5 m)上没有纳米线生长，这与铜粉结果(图 s4，支持信息)和以前的工作一致，[30]长(1.5-20 m)的纳米线可以在大于5 m 的 cu 微球上形成(图2 a) ，这为在相邻的 cu 微球之间形成电传导性路径提供了可能性。接下来，我们将平均直径固定为≈7米，并通过选择不同的阴影掩模来调整 cu 半球阵列的间距(图2c，d)。可见纳米线架桥效果(图2c)。因此，本方法论证了一种在平面基片上精确设计有序均匀 cuo 微半球纳米线阵列的简便方法，并且利用阴影掩膜可以合理控制阵列的大小和间距参数。Cuo 微半球的直径是≈9.5 ± 0.4米(图3b)。显著的体积膨胀是由于低密度的 cuo 的形成在热氧化过程中，cu 离子在 cu2o/cuo 之间的压应力驱动下向外迁移，形成空心孔洞(见图3 b) ，进一步释放应力，与基底电极形成牢固的电接触。
图2。控制 cu 微半球阵列和 rb-mnas 的大小 a、 b 和间距 c、 d。A，c) cu 和 cuo 半球阵列的扫描电镜图像。B)铜微半球阵列尺寸与铜膜体积的关系。虚线是根据从平板到理想半球的形状演变计算出来的，如插图所示。D)提取微半球阵列间距与阴影掩膜间距的关系。插图显示了阴影面具的示意图
作为比较，分散的铜粉(图3c)和形成的 ib-mns (图3d)被描绘。铜粒子的聚集和纳米线生长的不均匀是不可避免的，这是由于铜粉粒子的尺寸不均匀、铜粒子的堆积等原因造成的。附加的铜粒子氧化行为的实验数据(tga，xrd 和 sem)见于图 s3-s8，提供了支持信息。Rb-mns 装置(109)的电阻大约比 ib-mns 装置(105)高4个数量级(图4 a)。因为所有的铜微半球都是相互隔离的，所有半球的弯曲表面都自由地暴露在周围的氧气中，只有通过接触纳米线才能相互搭桥(图3b)。相反，铜粉粘接过程中铜颗粒不可避免地堆积，导致热氧化和生长的铜纳米线的不均匀性(图3d)。铜粉的上表面可被周围的氧气充分氧化并长大，当铜粒子与另一个铜粒子或衬底接触时，局部区域只得到短的纳米线，形成厚而致密的 cuo 层，表现出低的基电阻(图4a)。我们研究了桥接 rb-mnas (图4b)和 cuo ib-mns (图4c)装置对100ppm tma 的气体感应性能。 tma 是一种无色、易燃、臭气熏天的气体，可由腐烂的动物(如鱼)或植物自然产生，作为鱼鲜度的标志。[38]还原性 tma 对电阻增加的影响(图4b)与 p 型响应特性非常吻合。将操作温度从50 °c 提高到310 °c (目前的测量系统可以达到的峰值温度) ，可以显著提高对 tma 的响应(rg/ra)(图4 d) ，这表明在高温[39,40]下主要表面活性氧类是 o-preferred，表面氧化还原反应可能如下
CH N 3 21O N 6CO 9H O 21e 3 (ads) 2 2 2 (1)
3号。A) cu 微半球阵列和 b)相应的 cuo rb-mnas 器件和 c)分散 cu 粉末和 d)相应的 cuo (ib-mns)器件的横截面扫描电镜图像。
4号。Rb-mnas 和 ib-mns 器件的气体响应特性。A) i-v 型曲线。B) rb-mnas 装置对100ppm tma 的温度依赖性响应。C) ib-mns 装置对100ppm tma 的温度依赖性响应。D)两种装置对100ppm tma 的响应随操作温度的变化。(e) rb-mnas 装置对310 ° c 下不同浓度 tma 的动态响应 f) rb-mnas 和 ib-mns 装置对310 ° c 下固定浓度为100ppm 的不同气体的选择性 f)。
表一。比较了以往报道的 cuo 基气体传感器对 tma 和 nh3的特性参数和本文的研究结果。T、 c、 res、 rec 和 s 分别代表操作温度、目标气体浓度、响应时间、恢复时间和响应。
对 tma 不同浓度的动态响应(图4e)表明，桥式 rb-mnas 装置在310 ° c 的检测限是≈100ppb (rg/ra = 1.02) ，远低于国家职业安全卫生研究所建议的10ppm 接触限值的10小时时间加权平均值。对于10ppm tma，rb-mnas 装置(2.16)的响应是 ib-mns 装置(1.22)的1.77倍(图4e 和图 s9，支持信息)。除 tma 外，在310 ° c 的操作温度下，还检测了各种蒸汽，包括(100ppm)对二甲苯(c8h10)、甲苯(c7h8)、甲醛(hcho)、甲醇(ch3oh)、丙酮(c3h6o)、氨(nh3)和乙醇(c2h5oh)(图4f 和图 s10，支持信息)。目前的 cuo rb-mnas 装置对 tma 有显著的响应。由于很少有关于 cuo 基 tma 传感器的报道，我们在文献中总结了 nh3响应(表1)。Rb-mnas 装置对最先进的 cuo 传感装置有类似的(nh3)响应。
改进的 tma 响应特性可以归因于 rb-mnas 器件的特定设备配置，如图5所示。首先，与 ib-mns 器件相比，桥接型 rb-mnas 器件的大部分表面都暴露在目标分子中，目标分子的吸附会对单晶(纳米线)传感通道产生全面的栅效应(图 s11，辅助信息) ，这种传感通道具有高灵敏度和高效用因子。相反，在 ib-mns 装置中，cuo 粒子的聚集抑制了目标气体分子的扩散。其次，由于电响应是由 rg/ra 定义的，r 与载流子浓度 n，元素电荷 e 和载流子迁移率的乘积成反比:
图6。Cuo rb-mnas 和 ib-mns 器件的光电性能。A) rb-mnas 器件在不同波长和光强下的 i-v 曲线。B) rb-mnas 器件在1v 偏压(15-20mw cm-2)下365-810nm 辐照下的时间依赖性红外光谱(iight/idark)值。(c)不同光强下 cuo rb-mnas 和 ib-mns 器件对 nir (810nm)光的响应和检测能力。电压偏置固定在1v
假设载流子迁移率在空气和目标气体环境下几乎相同，其响应主要取决于载流子浓度的变化(空气中的 na，目标气体中的 ng 和 something n = na-ng)。回应可以写成R R g a / / = − n n a a ( ) ∆n
给定一定数量的氧化还原事件(something n) ，na 越低(ra 越高) ，反应越强。[59] cuo 不仅在气体传感器和催化剂等领域有着广阔的应用前景，而且由于其窄带隙(1.2 ev)、丰度和基于原子结构的机械稳定性，在光电和光热材料中也得到了广泛的应用。[60-62]研究了 cuo 器件在紫外可见光照射下对近红外 led 光源(365-810nm)的光响应。从 rb-mnas 装置的 i-v 曲线(图6a)可以观察到紫外-近红外光的(照片)电流(ilight)明显增加，图6b 所示的随时间变化的光响应(ilight/idark，其中 idark 代表暗电流)清楚地显示了这一趋势。Cuo rb-mnas 器件具有更高的光响应(图6c)和探测率(d * ，图6d) ，估计比亚迪 r * = ph/(2/eidark a)1/2其中 rph = iph/(pα) ，其中 iph = (ilight-idark)/idark，p 是光强度，a 是光吸收区(这里，使用了整个照明区)。在光强为3.37 mw cm-2(图6d)时，cuo rb-mnas 器件(4.66108 jones)的估计探测率比 ib-mns 器件(5.12106 jones)高91倍。请注意 d * 被严重低估，因为真正的区域贡献光电流(包括桥接纳米线和连接 cuo 壳)是远小于整个照明区域。图 s12和表 s2分别提供了附加的光电数据和 cuo 光电导体的参数比较，辅助信息。改善光电导体性能的原因与上述传感器件的原因相似。在 ib-mns 设备中存在一个密集而厚实的 cuo 层，不仅在黑暗条件下提供了许多载体(导致高 idark，图4a 和图 s12，支持信息) ，而且还导致粮食边界增加(它可能充当光生 e-h 对的重组中心) ，导致 ib-mns 设备性能低下(图 s12，支持信息)。较少的缺陷(与晶界相关) ，cuo 微半球与 ito 底电极之间良好的电接触，以及短的导电(桥接)通道有助于提高 rb-mnas 器件的性能。此外，由于 cuo 是一种优良的紫外-可见-近红外光吸收剂，rb-mnas 器件光电流小的原因可能是光生载流子寿命短。通过对纳米线表面缺陷进行钝化来进一步提高光电导体的性能或缩小电极间隙(减少载体渡越时间)是另一个有趣的话题超出了目前的工作范围。
图7。在单个石英晶片上集成44个 cuo rb-mnas 器件(2525 mm2)。A)带有4个 ito 电极的石英玻璃。B)在电极区沉积 ag/cu/ag 薄膜。C)去湿和蒸发。D)热氧化原位生成44 cuo rb-mnas 器件。
最后，由于器件集成是纳米线应用的瓶颈问题之一，本文展示了构建桥接型 rb-mnas 器件阵列的可能性(图7)。44 ito 交指电极在石英衬底上(图7 a) ，然后使用荫罩或光刻在电极区域热蒸发沉积 ag/cu/ag 薄膜(图7 b)。在400?450 ° c 条件下，经脱湿、真空蒸发(图7c)和热氧化30h 后，制备了桥联 cuo 微半球纳米线器件(图7d)。由于所有程序，包括图案化薄膜，去湿，蒸发和生长都与标准的光刻技术兼容，进一步缩小桥接的 rb-mnas 装置成为一个紧凑的装置(即，长度小于50米)桥接一对微半球纳米线和均匀桥接的 cuo rb-mnas 装置的大规模生产可以预期的现行方法。此外，通过选择合适的牺牲层，本方法还可适用于其它种类的金属氧化物层次型微半球纳米线阵列，即 fe2o3、[63] v2o5、[64] co3o4、[65]等。
图3 结论总结，提出了一种通过热氧化法制备有序 cu 半球阵列的新方法，该方法是通过牺牲 ag 辅助的 ag/cu/ag 图案化薄膜去湿和银的真空蒸发制备 cu 半球阵列。利用阴影掩模和铜膜体积可以很好地调节铜微半球阵列的尺寸和间距。与 ito 底电极的可靠电接触和悬浮结构的单晶纳米线通道赋予 cuo rb-mnas 器件较之传统的 ir-mn 器件具有更好的 tma 和 uv-visible-nir 响应性能。3.62对100ppm tma 的电响应可以与最先进的 cuo 传感器相媲美。结合与光刻技术良好兼容性的优点，本工作为大规模生产紧凑型 cuo 基纳米器件开辟了新的机遇
在 sio2/si (100)和 ito 涂层石英玻璃衬底上，分别采用沉积、去湿和蒸发三步法制备了有序的 cu 微半球阵列。采用银丝(ag，中诺新材料技术有限公司)和铜丝(cu，上海沪氏实验室设备有限公司)在10?3pa 压力下热蒸发，在 sio2/si 或石英玻璃衬底上制备了 ag/cu/ag 三明治薄膜。镀铜层厚度在10?3000nm 之间，底/顶 ag 层厚度比镀铜层厚2倍，保证了后续的脱湿过程。在热蒸发过程中，几种带有不同规则孔阵列(尺寸: 6.5-37 m，间距: 6-25 m，见表 s1，支持信息)的模板被忠实地固定在基板上，以调节 ag/cu/ag 图案化薄膜的面积和间距。在850 ° c 的真空(≈0.1 pa)或惰性气体气氛下对有序 ag/cu/ag 薄膜进行去湿处理，以避免 cu 和 ag 的氧化。在真空850 ° c (≈0.1 pa)条件下，用真空热蒸发法去除除湿半球铜银合金中的牺牲银，得到有序的铜微半球阵列。
分级 cuo 微半球纳米线的合成和角色塑造: 以商品 cu 粉(平均尺寸为1-20m，上海阿拉丁生化技术有限公司，99.9% ，2mg)和有序 cu 微半球阵列(250-550 ° c，30sccm o2,5-30h)为装置，采用预先确定的 ito 交指型石英玻璃(ito 为7m，石英玻璃电极宽度为13m) ，通过热氧化法制备了分级 cuo 微半球纳米线。随机分散的铜粉薄层(平均尺寸为5m)和在400?450 ° c、30sccmo2中除湿的规则铜微半球阵列，在5?30h 热氧化形成不规则和规则桥接的铜纳米线，用扫描电子显微镜(sem，vga3h)观察并用 x 射线能谱仪(max-20)分析其形貌。X 射线衍射(xrd)是用一个40kv 和40ma 的 d 8超前 X衍射仪进行的。热重法(q5000ir)在室温至400 ° c 的空气气氛中进行，加热速率为10 ° c/min-1，在400至450 ° c 温度下保持100 min。紫外-可见吸收光谱是采集在一个紫外-可见-近红外光谱仪(紫外/可见，固体3700)。用紫外-可见-近红外光谱仪(uv/vis/nir，lambda 900)测量了透射光谱。拉曼光谱拥有属性为拉曼光谱仪(labramhr evolution，633nm ar + 激光)。在 talos f200x 上进行了透射电子显微镜和选定区域的电子衍射表征
气体分子和光响应测量: 利用 keithley 4200a-scs 参数分析仪，在能够很好地控制级温和气氛的小级探测站(KT-Z165M4RT，365wm完美体育APP)上进行了气体传感和光电导性能测量。对于气体传感测试，干燥的空气被用作参考气体，图7。在单个石英晶片上集成44个 cuo rb-mnas 器件(2525 mm2)。A)带有4个 ito 电极的石英玻璃。B)在电极区沉积 ag/cu/ag 薄膜。C)去湿和蒸发。D)通过热氧化原位生成44 cuo rb-mnas 器件。小型方法2021,21002022100202(9/10)2021 wiley-vch gmbhwww.advancedsciencenews.com www.small-methods。测定了甲基苯(c7h8)、对二甲苯(c8h10)、甲醛(hcho)、甲醇(ch3oh)、乙醇(c2h5oh)、丙酮(c3h6o)、甲基丙烯酸甲酯(tma)和氨气。传感器响应定义为 rg/ra，其中 ra 和 rg 分别表示空气中的设备电阻和目标分析物。在空气背景下测量了室温下的光电导。采用紫外-近红外(365-810nm)发光器件(led，thorlab)作为辐照源。光斑尺寸固定在18.8 cm2，光强从0.1调节到75 mw cm-2测定了甲苯(c7h8)、对二甲苯(c8h10)、甲醛(hcho)、甲醇(ch3oh)、乙醇(c2h5oh)、丙酮(c3h6o)、甲基丙烯酸甲酯(tma)和氨气。传感器响应定义为 rg/ra，其中 ra 和 rg 分别表示空气中的设备电阻和目标分析物。在空气背景下测量了室温下的光电导。采用紫外-近红外(365-810nm)发光器件(led，thorlab)作为辐照源。光斑尺寸固定在18.8 cm2，光强从0.1调节到75 mw cm-2
承认本项工作得到了中国科学院先锋百人计划、国家自然科学基金会(52025028、11674324、62075223、11604339)、中国科技大学自然科学基金会(2020101)、卡辛斯塔达联合研究项目(gjhz202101)、中科院-jsps 联合研究项目(gjhz1891)、量子光学和光子器件国家重点实验室的资助(kf201901)，光伏和节能材料重点实验室(pecl2018qn001和 pecl2019qn005)。感谢雷石教授对 tem 测量的支持，感谢唐斌博士和安徽省光子器件与材料重点实验室对部分实验的支持。 |
