ഇൻഡോർ കാർബൺ മോണോക്സൈഡ് കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് മീഥെയ്ൻ ക്ലോറിനും മറ്റ് മൾട്ടി-പാരാമീറ്റർ ഗ്യാസ് ഡിറ്റക്ടർ അലാറം ഉപകരണവും

പാരിസ്ഥിതിക നിരീക്ഷണം, സുരക്ഷ, മെഡിക്കൽ ഡയഗ്നോസ്റ്റിക്സ്, കൃഷി തുടങ്ങിയ മേഖലകളിൽ ഉയർന്ന പ്രകടനവും പോർട്ടബിൾ, മിനിയേച്ചറൈസ്ഡ് ഗ്യാസ് സെൻസറുകളുടെ വികസനം കൂടുതൽ ശ്രദ്ധ നേടുന്നു.വിവിധ ഡിറ്റക്ഷൻ ടൂളുകളിൽ, ലോഹ-ഓക്സൈഡ്-അർദ്ധചാലക (MOS) കീമോ-റെസിസ്റ്റീവ് ഗ്യാസ് സെൻസറുകൾ അവയുടെ ഉയർന്ന സ്ഥിരത, കുറഞ്ഞ വില, ഉയർന്ന സംവേദനക്ഷമത എന്നിവ കാരണം വാണിജ്യ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കുള്ള ഏറ്റവും ജനപ്രിയമായ തിരഞ്ഞെടുപ്പാണ്.സെൻസറിന്റെ പ്രകടനം കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട സമീപനങ്ങളിലൊന്നാണ് MOS നാനോ മെറ്റീരിയലുകളിൽ നിന്ന് നാനോസൈസ് ചെയ്ത MOS-അധിഷ്ഠിത ഹെറ്ററോജംഗ്ഷനുകൾ (hetero-nanostructured MOS) സൃഷ്ടിക്കുന്നത്.എന്നിരുന്നാലും, ഒരു heteronanostructured MOS സെൻസറിന്റെ സെൻസിംഗ് മെക്കാനിസം ഒരൊറ്റ MOS ഗ്യാസ് സെൻസറിന്റേതിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമാണ്, കാരണം ഇത് വളരെ സങ്കീർണ്ണമാണ്.സെൻസിറ്റീവ് മെറ്റീരിയലിന്റെ ഭൗതികവും രാസപരവുമായ സവിശേഷതകൾ (ധാന്യ വലുപ്പം, വൈകല്യ സാന്ദ്രത, മെറ്റീരിയൽ ഓക്സിജൻ ഒഴിവുകൾ എന്നിവ പോലെ), പ്രവർത്തന താപനില, ഉപകരണ ഘടന എന്നിവ ഉൾപ്പെടെ വിവിധ പാരാമീറ്ററുകൾ സെൻസർ പ്രകടനത്തെ ബാധിക്കുന്നു.വൈവിധ്യമാർന്ന നാനോ ഘടനയുള്ള MOS സെൻസറുകളുടെ സെൻസിംഗ് മെക്കാനിസം വിശകലനം ചെയ്തുകൊണ്ട് ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ഗ്യാസ് സെൻസറുകൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുന്നതിനുള്ള നിരവധി ആശയങ്ങൾ ഈ അവലോകനം അവതരിപ്പിക്കുന്നു.കൂടാതെ, സെൻസിറ്റീവ് മെറ്റീരിയലും വർക്കിംഗ് ഇലക്ട്രോഡും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം നിർണ്ണയിക്കുന്ന ഉപകരണത്തിന്റെ ജ്യാമിതീയ ഘടനയുടെ സ്വാധീനം ചർച്ചചെയ്യുന്നു.സെൻസർ പെരുമാറ്റം വ്യവസ്ഥാപിതമായി പഠിക്കാൻ, ഈ ലേഖനം വിവിധ ഹെറ്ററോനോനോസ്‌ട്രക്ചർ മെറ്റീരിയലുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഉപകരണങ്ങളുടെ മൂന്ന് സാധാരണ ജ്യാമിതീയ ഘടനകളെക്കുറിച്ചുള്ള പൊതു സംവിധാനത്തെ പരിചയപ്പെടുത്തുകയും ചർച്ച ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു.ഗ്യാസ് സെൻസറുകളുടെ സെൻസിറ്റീവ് മെക്കാനിസങ്ങൾ പഠിക്കുകയും ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ഗ്യാസ് സെൻസറുകൾ വികസിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന ഭാവി വായനക്കാർക്ക് ഈ അവലോകനം ഒരു വഴികാട്ടിയായി വർത്തിക്കും.
വായു മലിനീകരണം വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന ഗുരുതരമായ പ്രശ്നവും ആളുകളുടെയും ജീവജാലങ്ങളുടെയും ക്ഷേമത്തെ ഭീഷണിപ്പെടുത്തുന്ന ഗുരുതരമായ ആഗോള പാരിസ്ഥിതിക പ്രശ്നവുമാണ്.വാതക മലിനീകരണം ശ്വസിക്കുന്നത് ശ്വാസകോശ സംബന്ധമായ അസുഖങ്ങൾ, ശ്വാസകോശ അർബുദം, രക്താർബുദം, കൂടാതെ അകാല മരണം 1,2,3,4 എന്നിങ്ങനെ പല ആരോഗ്യപ്രശ്നങ്ങൾക്കും കാരണമാകും.2012 മുതൽ 2016 വരെ ദശലക്ഷക്കണക്കിന് ആളുകൾ വായു മലിനീകരണം മൂലം മരണമടഞ്ഞതായി റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്, കൂടാതെ ഓരോ വർഷവും കോടിക്കണക്കിന് ആളുകൾ മോശം വായുവിന്റെ ഗുണനിലവാരത്തിന് വിധേയരാകുന്നു.അതിനാൽ, തത്സമയ ഫീഡ്‌ബാക്കും ഉയർന്ന കണ്ടെത്തൽ പ്രകടനവും (ഉദാഹരണത്തിന്, സംവേദനക്ഷമത, തിരഞ്ഞെടുക്കൽ, സ്ഥിരത, പ്രതികരണവും വീണ്ടെടുക്കൽ സമയവും) നൽകാൻ കഴിയുന്ന പോർട്ടബിൾ, മിനിയേച്ചറൈസ്ഡ് ഗ്യാസ് സെൻസറുകൾ വികസിപ്പിക്കേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്.പരിസ്ഥിതി നിരീക്ഷണത്തിന് പുറമേ, സുരക്ഷ6,7,8, മെഡിക്കൽ ഡയഗ്നോസ്റ്റിക്സ്, 9,10, അക്വാകൾച്ചർ11, മറ്റ് മേഖലകൾ എന്നിവയിൽ ഗ്യാസ് സെൻസറുകൾ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു.
ഇന്നുവരെ, ഒപ്റ്റിക്കൽ13,14,15,16,17,18, ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ19,20,21,22, കെമിക്കൽ റെസിസ്റ്റീവ് സെൻസറുകൾ 23,24 എന്നിങ്ങനെ വ്യത്യസ്ത സെൻസിംഗ് മെക്കാനിസങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള നിരവധി പോർട്ടബിൾ ഗ്യാസ് സെൻസറുകൾ അവതരിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ട്.അവയിൽ, ലോഹ-ഓക്സൈഡ്-അർദ്ധചാലക (MOS) കെമിക്കൽ റെസിസ്റ്റീവ് സെൻസറുകൾ അവയുടെ ഉയർന്ന സ്ഥിരതയും കുറഞ്ഞ വിലയും കാരണം വാണിജ്യ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഏറ്റവും ജനപ്രിയമാണ്.MOS പ്രതിരോധത്തിലെ മാറ്റം കണ്ടുപിടിച്ചുകൊണ്ട് മലിനീകരണ സാന്ദ്രത നിർണ്ണയിക്കാനാകും.1960-കളുടെ തുടക്കത്തിൽ, ZnO നേർത്ത ഫിലിമുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ആദ്യത്തെ കീമോ-റെസിസ്റ്റീവ് ഗ്യാസ് സെൻസറുകൾ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ടു, ഇത് ഗ്യാസ് ഡിറ്റക്ഷൻ 27,28 മേഖലയിൽ വലിയ താൽപ്പര്യം സൃഷ്ടിച്ചു.ഇന്ന്, പല വ്യത്യസ്ത MOS-കൾ ഗ്യാസ് സെൻസിറ്റീവ് മെറ്റീരിയലുകളായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, അവയുടെ ഭൌതിക ഗുണങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി അവയെ രണ്ട് വിഭാഗങ്ങളായി തിരിക്കാം: ഇലക്ട്രോണുകളുള്ള n-തരം MOS, ഭൂരിപക്ഷം ചാർജ് കാരിയറുകളായി ദ്വാരങ്ങളുള്ള p-type MOS.ചാർജ് കാരിയറുകൾ.പൊതുവേ, p-type MOS-ന് n-type MOS-നേക്കാൾ ജനപ്രിയത കുറവാണ്, കാരണം p-type MOS-ന്റെ (Sp) ഇൻഡക്റ്റീവ് പ്രതികരണം n-type MOS-ന്റെ വർഗ്ഗമൂലത്തിന് ആനുപാതികമാണ് (\(S_p = \sqrt { S_n}\ ) ) അതേ അനുമാനങ്ങളിൽ (ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരേ രൂപഘടന ഘടനയും വായുവിലെ ബാൻഡുകളുടെ വളവിലെ അതേ മാറ്റവും) 29,30.എന്നിരുന്നാലും, സിംഗിൾ-ബേസ് എംഒഎസ് സെൻസറുകൾ ഇപ്പോഴും അപര്യാപ്തമായ കണ്ടെത്തൽ പരിധി, കുറഞ്ഞ സംവേദനക്ഷമത, പ്രായോഗിക ആപ്ലിക്കേഷനുകളിലെ സെലക്റ്റിവിറ്റി തുടങ്ങിയ പ്രശ്നങ്ങൾ അഭിമുഖീകരിക്കുന്നു.സെൻസറുകളുടെ നിരകൾ ("ഇലക്‌ട്രോണിക് നോസ്" എന്ന് വിളിക്കുന്നു) സൃഷ്ടിച്ച്, പരിശീലന വെക്റ്റർ ക്വാണ്ടൈസേഷൻ (LVQ), പ്രിൻസിപ്പൽ കോംപോണന്റ് അനാലിസിസ് (PCA), ഭാഗിക കുറഞ്ഞ ചതുരങ്ങൾ (PLS) അനാലിസിസ് തുടങ്ങിയ കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ അനാലിസിസ് അൽഗോരിതങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുത്തിക്കൊണ്ട് സെലക്‌ടിവിറ്റി പ്രശ്‌നങ്ങൾ ഒരു പരിധി വരെ പരിഹരിക്കാനാകും. 32. ഉദാ: MOS40,41,42 , നോബിൾ മെറ്റൽ നാനോപാർട്ടിക്കിൾസ് (NPs))43,44, കാർബൺ നാനോ മെറ്റീരിയലുകൾ45,46, ചാലക പോളിമറുകൾ 47,48) എന്നിവ നാനോ സ്‌കെയിൽ ഹെറ്ററോജംഗ്ഷനുകൾ (അതായത്, ഹെറ്ററോനോനോസ്‌ട്രക്‌ചർഡ് എംഒഎസ്) സൃഷ്‌ടിക്കുന്നതിന് മുകളിൽ പറഞ്ഞ പ്രശ്‌നങ്ങൾ പരിഹരിക്കുന്നതിനുള്ള മറ്റ് അഭിലഷണീയമായ സമീപനങ്ങളാണ്.പരമ്പരാഗത കട്ടിയുള്ള MOS ഫിലിമുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഉയർന്ന നിർദ്ദിഷ്ട ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണമുള്ള ലോ-ഡൈമൻഷണൽ MOS-ന് വാതക ആഗിരണത്തിന് കൂടുതൽ സജീവമായ സൈറ്റുകൾ നൽകാനും ഗ്യാസ് ഡിഫ്യൂഷൻ സുഗമമാക്കാനും കഴിയും36,37,49.കൂടാതെ, MOS-അധിഷ്ഠിത ഹെറ്ററോനോനോസ്‌ട്രക്‌ചറുകളുടെ രൂപകൽപ്പനയ്ക്ക് ഹെറ്ററോഇന്റർഫേസിൽ കാരിയർ ഗതാഗതം കൂടുതൽ ട്യൂൺ ചെയ്യാൻ കഴിയും, ഇത് വ്യത്യസ്‌ത ഓപ്പറേറ്റിംഗ് ഫംഗ്‌ഷനുകൾ കാരണം പ്രതിരോധത്തിൽ വലിയ മാറ്റങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്നു.കൂടാതെ, MOS ഹെറ്ററോനോനോസ്‌ട്രക്ചറുകളുടെ രൂപകൽപ്പനയിൽ സംഭവിക്കുന്ന ചില രാസ ഇഫക്റ്റുകൾ (ഉദാഹരണത്തിന്, കാറ്റലിറ്റിക് ആക്‌റ്റിവിറ്റിയും സിനർജസ്റ്റിക് ഉപരിതല പ്രതികരണങ്ങളും) സെൻസർ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്താനും കഴിയും. സെൻസർ പ്രകടനം, ആധുനിക കീമോ-റെസിസ്റ്റീവ് സെൻസറുകൾ സാധാരണയായി ട്രയലും പിശകും ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് സമയമെടുക്കുന്നതും കാര്യക്ഷമമല്ലാത്തതുമാണ്.അതിനാൽ, ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ദിശാസൂചന സെൻസറുകളുടെ രൂപകൽപ്പനയെ നയിക്കാൻ കഴിയുന്നതിനാൽ, MOS അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഗ്യാസ് സെൻസറുകളുടെ സെൻസിംഗ് മെക്കാനിസം മനസ്സിലാക്കേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്.
സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, MOS ഗ്യാസ് സെൻസറുകൾ അതിവേഗം വികസിച്ചു, കൂടാതെ MOS നാനോസ്ട്രക്ചറുകൾ55,56,57, റൂം ടെമ്പറേച്ചർ ഗ്യാസ് സെൻസറുകൾ58,59, പ്രത്യേക MOS സെൻസർ മെറ്റീരിയലുകൾ60,61,62, സ്പെഷ്യാലിറ്റി ഗ്യാസ് സെൻസറുകൾ 63 എന്നിവയിൽ ചില റിപ്പോർട്ടുകൾ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു.മറ്റ് അവലോകനങ്ങളിലെ ഒരു റിവ്യൂ പേപ്പർ, ഓക്സിജൻ ഒഴിവുകളുടെ പങ്ക് 64 , ഹെറ്ററോണനോസ്‌ട്രക്ചറുകളുടെ പങ്ക് 55, 65, ഹെറ്ററോ ഇന്റർഫേസുകളിലെ ചാർജ് ട്രാൻസ്‌ഫർ എന്നിവ ഉൾപ്പെടെ, MOS-ന്റെ ആന്തരിക ഭൗതിക, രാസ ഗുണങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ഗ്യാസ് സെൻസറുകളുടെ സെൻസിംഗ് മെക്കാനിസം വ്യക്തമാക്കുന്നതിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു. , ഹെറ്ററോസ്ട്രക്ചർ, ധാന്യത്തിന്റെ വലുപ്പം, പ്രവർത്തന താപനില, വൈകല്യ സാന്ദ്രത, ഓക്സിജൻ ഒഴിവുകൾ, കൂടാതെ സെൻസിറ്റീവ് മെറ്റീരിയലിന്റെ ഓപ്പൺ ക്രിസ്റ്റൽ പ്ലെയിനുകൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടെ മറ്റ് പല പാരാമീറ്ററുകളും സെൻസർ പ്രകടനത്തെ ബാധിക്കുന്നു.72. .ഉദാഹരണത്തിന്, കുമാർ തുടങ്ങിയവർ.77 ഒരേ മെറ്റീരിയലിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി രണ്ട് ഗ്യാസ് സെൻസറുകൾ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തു (ഉദാ. TiO2@NiO, NiO@TiO2 എന്നിവയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള രണ്ട്-പാളി ഗ്യാസ് സെൻസറുകൾ) കൂടാതെ വ്യത്യസ്ത ഉപകരണ ജ്യാമിതികൾ കാരണം NH3 വാതക പ്രതിരോധത്തിൽ വ്യത്യസ്ത മാറ്റങ്ങൾ നിരീക്ഷിക്കുകയും ചെയ്തു.അതിനാൽ, ഗ്യാസ് സെൻസിംഗ് മെക്കാനിസം വിശകലനം ചെയ്യുമ്പോൾ, ഉപകരണത്തിന്റെ ഘടന കണക്കിലെടുക്കേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്.ഈ അവലോകനത്തിൽ, രചയിതാക്കൾ വിവിധ വൈവിധ്യമാർന്ന നാനോസ്ട്രക്ചറുകൾക്കും ഉപകരണ ഘടനകൾക്കുമായി MOS അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള കണ്ടെത്തൽ സംവിധാനങ്ങളിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു.ഗ്യാസ് ഡിറ്റക്ഷൻ മെക്കാനിസങ്ങൾ മനസിലാക്കാനും വിശകലനം ചെയ്യാനും ആഗ്രഹിക്കുന്ന വായനക്കാർക്ക് ഈ അവലോകനം ഒരു വഴികാട്ടിയായി വർത്തിക്കുമെന്നും ഭാവിയിൽ ഉയർന്ന പെർഫോമൻസ് ഗ്യാസ് സെൻസറുകൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിന് സഹായിക്കുമെന്നും ഞങ്ങൾ വിശ്വസിക്കുന്നു.
അത്തിപ്പഴത്തിൽ.ഒരൊറ്റ MOS അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഗ്യാസ് സെൻസിംഗ് മെക്കാനിസത്തിന്റെ അടിസ്ഥാന മോഡൽ 1a കാണിക്കുന്നു.താപനില ഉയരുമ്പോൾ, MOS ഉപരിതലത്തിലെ ഓക്സിജൻ (O2) തന്മാത്രകളുടെ ആഗിരണം MOS-ൽ നിന്ന് ഇലക്ട്രോണുകളെ ആകർഷിക്കുകയും അയോണിക് സ്പീഷീസുകൾ (O2-, O- എന്നിവ) ഉണ്ടാക്കുകയും ചെയ്യും.തുടർന്ന്, ഒരു n-ടൈപ്പ് MOS-നുള്ള ഒരു ഇലക്‌ട്രോൺ ഡിപ്ലിഷൻ ലെയർ (EDL) അല്ലെങ്കിൽ ഒരു p-ടൈപ്പ് MOS-ന് വേണ്ടി ഒരു ഹോൾ അക്യുമുലേഷൻ ലെയർ (HAL) പിന്നീട് MOS 15, 23, 78-ന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ രൂപം കൊള്ളുന്നു. O2-ഉം തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം MOS ഉപരിതല MOS ന്റെ ചാലക ബാൻഡ് മുകളിലേക്ക് വളയുകയും ഒരു തടസ്സം ഉണ്ടാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.തുടർന്ന്, സെൻസർ ടാർഗെറ്റ് വാതകവുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തുമ്പോൾ, MOS ന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന വാതകം അയോണിക് ഓക്സിജൻ സ്പീഷീസുകളുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു, ഒന്നുകിൽ ഇലക്ട്രോണുകളെ ആകർഷിക്കുന്നു (ഓക്സിഡൈസിംഗ് ഗ്യാസ്) അല്ലെങ്കിൽ ഇലക്ട്രോണുകൾ ദാനം ചെയ്യുന്നു (ഗ്യാസ് കുറയ്ക്കുന്നു).ടാർഗെറ്റ് ഗ്യാസിനും MOS-നും ഇടയിലുള്ള ഇലക്ട്രോൺ കൈമാറ്റം EDL അല്ലെങ്കിൽ HAL30,81 ന്റെ വീതി ക്രമീകരിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് MOS സെൻസറിന്റെ മൊത്തത്തിലുള്ള പ്രതിരോധത്തിൽ മാറ്റം വരുത്തുന്നു.ഉദാഹരണത്തിന്, കുറയ്ക്കുന്ന വാതകത്തിന്, ഇലക്ട്രോണുകൾ കുറയ്ക്കുന്ന വാതകത്തിൽ നിന്ന് ഒരു n-തരം MOS-ലേക്ക് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടും, ഇത് താഴ്ന്ന EDL-നും കുറഞ്ഞ പ്രതിരോധത്തിനും കാരണമാകുന്നു, ഇതിനെ n-ടൈപ്പ് സെൻസർ സ്വഭാവം എന്ന് വിളിക്കുന്നു.ഇതിനു വിപരീതമായി, p-type MOS, p-type sensitivity സ്വഭാവം നിർണ്ണയിക്കുന്ന ഒരു കുറയ്ക്കുന്ന വാതകത്തിന് വിധേയമാകുമ്പോൾ, HAL ചുരുങ്ങുകയും ഇലക്ട്രോൺ ദാനം മൂലം പ്രതിരോധം വർദ്ധിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.ഓക്സിഡൈസിംഗ് വാതകങ്ങൾക്ക്, സെൻസർ പ്രതികരണം വാതകങ്ങൾ കുറയ്ക്കുന്നതിന് വിപരീതമാണ്.
വാതകങ്ങൾ കുറയ്ക്കുന്നതിനും ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്യുന്നതിനുമുള്ള n-ടൈപ്പ്, p-ടൈപ്പ് MOS എന്നിവയ്ക്കുള്ള അടിസ്ഥാന ഡിറ്റക്ഷൻ മെക്കാനിസങ്ങൾ b അർദ്ധചാലക വാതക സെൻസറുകളിൽ ഉൾപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന പ്രധാന ഘടകങ്ങളും ഫിസിക്കോ-കെമിക്കൽ അല്ലെങ്കിൽ മെറ്റീരിയൽ പ്രോപ്പർട്ടികൾ 89
അടിസ്ഥാന ഡിറ്റക്ഷൻ മെക്കാനിസത്തിന് പുറമെ, പ്രായോഗിക ഗ്യാസ് സെൻസറുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഗ്യാസ് ഡിറ്റക്ഷൻ മെക്കാനിസങ്ങൾ വളരെ സങ്കീർണ്ണമാണ്.ഉദാഹരണത്തിന്, ഗ്യാസ് സെൻസറിന്റെ യഥാർത്ഥ ഉപയോഗം ഉപയോക്താവിന്റെ ആവശ്യങ്ങൾക്കനുസരിച്ച് നിരവധി ആവശ്യകതകൾ (സെൻസിറ്റിവിറ്റി, സെലക്റ്റിവിറ്റി, സ്ഥിരത എന്നിവ പോലുള്ളവ) പാലിക്കണം.ഈ ആവശ്യകതകൾ സെൻസിറ്റീവ് മെറ്റീരിയലിന്റെ ഭൗതികവും രാസപരവുമായ ഗുണങ്ങളുമായി അടുത്ത ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.ഉദാഹരണത്തിന്, ക്രിസ്റ്റൽ വ്യാസം (d) SnO271-ന്റെ Debye ദൈർഘ്യത്തിന്റെ (λD) ഇരട്ടിയോ അതിൽ കുറവോ ആയിരിക്കുമ്പോൾ SnO2 അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സെൻസറുകൾ ഏറ്റവും ഉയർന്ന സംവേദനക്ഷമത കൈവരിക്കുമെന്ന് Xu et al.71 തെളിയിച്ചു.d ≤ 2λD ആകുമ്പോൾ, O2 തന്മാത്രകളുടെ ആഗിരണം കഴിഞ്ഞ് SnO2 പൂർണ്ണമായും കുറയുന്നു, കൂടാതെ കുറയ്ക്കുന്ന വാതകത്തോടുള്ള സെൻസറിന്റെ പ്രതികരണം പരമാവധി ആയിരിക്കും.കൂടാതെ, പ്രവർത്തന താപനില, ക്രിസ്റ്റൽ വൈകല്യങ്ങൾ, സെൻസിംഗ് മെറ്റീരിയലിന്റെ തുറന്ന ക്രിസ്റ്റൽ പ്ലെയിനുകൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെ മറ്റ് വിവിധ പാരാമീറ്ററുകൾ സെൻസർ പ്രകടനത്തെ ബാധിക്കും.പ്രത്യേകിച്ചും, ടാർഗെറ്റ് ഗ്യാസിന്റെ അഡ്‌സോർപ്‌ഷന്റെയും ഡിസോർപ്‌ഷന്റെയും നിരക്കുകളും അതുപോലെ തന്നെ അഡ്‌സോർബ്ഡ് ഗ്യാസ് തന്മാത്രകളും ഓക്‌സിജൻ കണങ്ങളും തമ്മിലുള്ള ഉപരിതല പ്രതിപ്രവർത്തനവും തമ്മിലുള്ള സാധ്യമായ മത്സരമാണ് പ്രവർത്തന താപനിലയുടെ സ്വാധീനം വിശദീകരിക്കുന്നത്.ക്രിസ്റ്റൽ വൈകല്യങ്ങളുടെ പ്രഭാവം ഓക്സിജൻ ഒഴിവുകളുടെ ഉള്ളടക്കവുമായി ശക്തമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു [83, 84].67,85,86,87 തുറന്ന ക്രിസ്റ്റൽ ഫേസുകളുടെ വ്യത്യസ്ത പ്രതിപ്രവർത്തനം സെൻസറിന്റെ പ്രവർത്തനത്തെ ബാധിക്കും.കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രതയുള്ള ഓപ്പൺ ക്രിസ്റ്റൽ പ്ലെയിനുകൾ ഉയർന്ന ഊർജ്ജമുള്ള കൂടുതൽ ഏകോപിപ്പിക്കപ്പെടാത്ത ലോഹ കാറ്റേഷനുകൾ വെളിപ്പെടുത്തുന്നു, ഇത് ഉപരിതല ആഗിരണം, പ്രതിപ്രവർത്തനം എന്നിവ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നു.നിരവധി പ്രധാന ഘടകങ്ങളും അവയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട മെച്ചപ്പെട്ട പെർസെപ്ച്വൽ മെക്കാനിസങ്ങളും പട്ടിക 1 പട്ടികപ്പെടുത്തുന്നു.അതിനാൽ, ഈ മെറ്റീരിയൽ പാരാമീറ്ററുകൾ ക്രമീകരിക്കുന്നതിലൂടെ, കണ്ടെത്തൽ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയും, കൂടാതെ സെൻസർ പ്രകടനത്തെ ബാധിക്കുന്ന പ്രധാന ഘടകങ്ങൾ നിർണ്ണയിക്കുന്നത് വളരെ പ്രധാനമാണ്.
Yamazoe89, Shimanoe et al.68,71 എന്നിവർ സെൻസർ പെർസെപ്ഷന്റെ സൈദ്ധാന്തിക സംവിധാനത്തെക്കുറിച്ച് നിരവധി പഠനങ്ങൾ നടത്തുകയും സെൻസർ പ്രകടനത്തെ സ്വാധീനിക്കുന്ന മൂന്ന് സ്വതന്ത്ര പ്രധാന ഘടകങ്ങൾ നിർദ്ദേശിക്കുകയും ചെയ്തു..വാതക തന്മാത്രകളുമായി സംവദിക്കാനുള്ള MOS ഉപരിതലത്തിന്റെ കഴിവിനെ റിസപ്റ്റർ ഫംഗ്ഷൻ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.ഈ ഫംഗ്‌ഷൻ MOS-ന്റെ രാസ ഗുണങ്ങളുമായി അടുത്ത ബന്ധമുള്ളതാണ്, കൂടാതെ വിദേശ സ്വീകർത്താക്കൾ (ഉദാഹരണത്തിന്, മെറ്റൽ NP-കളും മറ്റ് MOS-കളും) അവതരിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെ ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെടുത്താനാകും.ഗ്യാസും MOS ഉപരിതലവും തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനത്തെ MOS-ന്റെ ധാന്യ അതിരുകളാൽ ആധിപത്യം പുലർത്തുന്ന ഒരു വൈദ്യുത സിഗ്നലായി പരിവർത്തനം ചെയ്യാനുള്ള കഴിവിനെയാണ് ട്രാൻസ്ഡ്യൂസർ ഫംഗ്ഷൻ സൂചിപ്പിക്കുന്നത്.അങ്ങനെ, സെൻസറി പ്രവർത്തനത്തെ MOC കണികാ വലിപ്പവും വിദേശ റിസപ്റ്ററുകളുടെ സാന്ദ്രതയും സാരമായി ബാധിക്കുന്നു.ZnO-SnO2 നാനോഫൈബ്രിലുകളുടെ ധാന്യത്തിന്റെ വലിപ്പം കുറയ്ക്കുന്നത്, ട്രാൻസ്‌ഡ്യൂസർ പ്രവർത്തനത്തിന് അനുസൃതമായി നിരവധി ഹെറ്ററോജംഗ്ഷനുകൾ രൂപീകരിക്കുന്നതിനും സെൻസർ സെൻസിറ്റിവിറ്റി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനും കാരണമായി എന്ന് Katoch et al.90 റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തു.Wang et al.91 Zn2GeO4 ന്റെ വിവിധ ധാന്യ വലുപ്പങ്ങൾ താരതമ്യം ചെയ്യുകയും ധാന്യത്തിന്റെ അതിരുകൾ അവതരിപ്പിച്ചതിന് ശേഷം സെൻസർ സെൻസിറ്റിവിറ്റിയിൽ 6.5 മടങ്ങ് വർദ്ധനവ് കാണിക്കുകയും ചെയ്തു.ആന്തരിക MOS ഘടനയിലേക്കുള്ള വാതകത്തിന്റെ ലഭ്യത വിവരിക്കുന്ന മറ്റൊരു പ്രധാന സെൻസർ പ്രകടന ഘടകമാണ് യൂട്ടിലിറ്റി.വാതക തന്മാത്രകൾക്ക് ആന്തരിക MOS- ലേക്ക് തുളച്ചുകയറാനും പ്രതികരിക്കാനും കഴിയുന്നില്ലെങ്കിൽ, സെൻസറിന്റെ സംവേദനക്ഷമത കുറയും.ഉപയോഗക്ഷമത ഒരു പ്രത്യേക വാതകത്തിന്റെ വ്യാപന ആഴവുമായി അടുത്ത ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, ഇത് സെൻസിംഗ് മെറ്റീരിയലിന്റെ സുഷിരത്തിന്റെ വലുപ്പത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.സകായ് തുടങ്ങിയവർ.92 ഫ്ലൂ വാതകങ്ങളോടുള്ള സെൻസറിന്റെ സംവേദനക്ഷമതയെ മാതൃകയാക്കി, വാതകത്തിന്റെ തന്മാത്രാ ഭാരവും സെൻസർ മെംബ്രണിന്റെ സുഷിര ദൂരവും സെൻസർ മെംബ്രണിലെ വിവിധ വാതക വ്യാപന ആഴങ്ങളിൽ സെൻസറിന്റെ സംവേദനക്ഷമതയെ ബാധിക്കുന്നതായി കണ്ടെത്തി.റിസപ്റ്റർ ഫംഗ്‌ഷൻ, ട്രാൻസ്‌ഡ്യൂസർ ഫംഗ്‌ഷൻ, യൂട്ടിലിറ്റി എന്നിവ സന്തുലിതമാക്കുകയും ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നതിലൂടെ ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ഗ്യാസ് സെൻസറുകൾ വികസിപ്പിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് മുകളിലുള്ള ചർച്ച കാണിക്കുന്നു.
മുകളിലുള്ള കൃതി ഒരൊറ്റ MOS-ന്റെ അടിസ്ഥാന ധാരണ മെക്കാനിസം വ്യക്തമാക്കുകയും ഒരു MOS-ന്റെ പ്രകടനത്തെ ബാധിക്കുന്ന നിരവധി ഘടകങ്ങളെ ചർച്ച ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു.ഈ ഘടകങ്ങൾക്ക് പുറമേ, ഹെറ്ററോസ്ട്രക്ചറുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഗ്യാസ് സെൻസറുകൾക്ക് സെൻസർ, റിസപ്റ്റർ പ്രവർത്തനങ്ങൾ ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിലൂടെ സെൻസർ പ്രകടനം കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയും.കൂടാതെ, കാറ്റലറ്റിക് പ്രതികരണങ്ങൾ വർദ്ധിപ്പിച്ച്, ചാർജ് ട്രാൻസ്ഫർ ക്രമീകരിച്ച്, കൂടുതൽ അഡോർപ്ഷൻ സൈറ്റുകൾ സൃഷ്ടിച്ചുകൊണ്ട് ഹെറ്ററോനോനോസ്‌ട്രക്ചറുകൾക്ക് സെൻസർ പ്രകടനം കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയും.ഇന്നുവരെ, മെച്ചപ്പെടുത്തിയ സെൻസിംഗ്95,96,97-നുള്ള സംവിധാനങ്ങൾ ചർച്ച ചെയ്യുന്നതിനായി MOS ഹെറ്ററോനോനോസ്‌ട്രക്ചറുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള നിരവധി ഗ്യാസ് സെൻസറുകൾ പഠിച്ചിട്ടുണ്ട്.മില്ലർ തുടങ്ങിയവർ.55 ഉപരിതല-ആശ്രിത, ഇന്റർഫേസ്-ആശ്രിത, ഘടന-ആശ്രിത എന്നിവയുൾപ്പെടെ, ഹെറ്ററോനോനോസ്‌ട്രക്ചറുകളുടെ സംവേദനക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്താൻ സാധ്യതയുള്ള നിരവധി സംവിധാനങ്ങളെ സംഗ്രഹിച്ചു.അവയിൽ, ഇന്റർഫേസ്-ആശ്രിത ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ മെക്കാനിസം ഒരു സിദ്ധാന്തത്തിൽ എല്ലാ ഇന്റർഫേസ് ഇടപെടലുകളും ഉൾക്കൊള്ളാൻ വളരെ സങ്കീർണ്ണമാണ്, കാരണം ഹെറ്ററോനോനോസ്ട്രക്ചർഡ് മെറ്റീരിയലുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള വിവിധ സെൻസറുകൾ (ഉദാഹരണത്തിന്, nn-heterojunction, pn-heterojunction, pp-heterojunction മുതലായവ) ഉപയോഗിക്കാനാകും. .ഷോട്ട്കി കെട്ട്).സാധാരണഗതിയിൽ, MOS-അധിഷ്ഠിത ഹെറ്ററോനോനോസ്ട്രക്ചർഡ് സെൻസറുകളിൽ എപ്പോഴും രണ്ടോ അതിലധികമോ നൂതന സെൻസർ മെക്കാനിസങ്ങൾ 98,99,100 ഉൾപ്പെടുന്നു.ഈ ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ മെക്കാനിസങ്ങളുടെ സിനർജസ്റ്റിക് പ്രഭാവം സെൻസർ സിഗ്നലുകളുടെ സ്വീകരണവും പ്രോസസ്സിംഗും വർദ്ധിപ്പിക്കും.അതിനാൽ, ഗവേഷകരുടെ ആവശ്യങ്ങൾക്ക് അനുസൃതമായി താഴെയുള്ള ഗ്യാസ് സെൻസറുകൾ വികസിപ്പിക്കാൻ സഹായിക്കുന്നതിന്, വൈവിധ്യമാർന്ന നാനോ സ്ട്രക്ചർ മെറ്റീരിയലുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സെൻസറുകളുടെ ധാരണയുടെ സംവിധാനം മനസ്സിലാക്കുന്നത് നിർണായകമാണ്.കൂടാതെ, ഉപകരണത്തിന്റെ ജ്യാമിതീയ ഘടന 74, 75, 76 സെൻസറിന്റെ സംവേദനക്ഷമതയെ സാരമായി ബാധിക്കും. സെൻസറിന്റെ സ്വഭാവം വ്യവസ്ഥാപിതമായി വിശകലനം ചെയ്യുന്നതിന്, വ്യത്യസ്ത ഹെറ്ററോനോനോസ്ട്രക്ചർ മെറ്റീരിയലുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള മൂന്ന് ഉപകരണ ഘടനകളുടെ സെൻസിംഗ് മെക്കാനിസങ്ങൾ അവതരിപ്പിക്കും. താഴെ ചർച്ച ചെയ്യുകയും ചെയ്തു.
MOS അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഗ്യാസ് സെൻസറുകളുടെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള വികസനത്തോടെ, വിവിധ ഹെറ്ററോ-നാനോസ്ട്രക്ചർഡ് MOS നിർദ്ദേശിക്കപ്പെട്ടു.Heterointerface-ലെ ചാർജ് ട്രാൻസ്ഫർ ഘടകങ്ങളുടെ വ്യത്യസ്ത Fermi ലെവലുകളെ (Ef) ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.ഹെറ്ററോ ഇന്റർഫേസിൽ, ഇലക്ട്രോണുകൾ അവയുടെ ഫെർമി ലെവലുകൾ സന്തുലിതാവസ്ഥയിൽ എത്തുന്നതുവരെ ഒരു വലിയ Ef ഉപയോഗിച്ച് ഒരു വശത്ത് നിന്ന് മറുവശത്തേക്ക് ചെറിയ Ef ഉപയോഗിച്ച് നീങ്ങുന്നു, കൂടാതെ ദ്വാരങ്ങൾ തിരിച്ചും.അപ്പോൾ ഹെറ്ററോഇന്റർഫേസിലെ വാഹകർ ക്ഷയിക്കുകയും ഒരു ശോഷണ പാളി ഉണ്ടാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.ടാർഗെറ്റ് ഗ്യാസിലേക്ക് സെൻസർ തുറന്നുകഴിഞ്ഞാൽ, തടസ്സത്തിന്റെ ഉയരം പോലെ, ഹെറ്ററോനോനോസ്ട്രക്ചർഡ് MOS കാരിയർ കോൺസൺട്രേഷനും മാറുന്നു, അതുവഴി കണ്ടെത്തൽ സിഗ്നൽ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.കൂടാതെ, ഹെറ്ററോനോനോസ്‌ട്രക്ചറുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള വ്യത്യസ്ത രീതികൾ മെറ്റീരിയലുകളും ഇലക്‌ട്രോഡുകളും തമ്മിലുള്ള വ്യത്യസ്ത ബന്ധങ്ങളിലേക്ക് നയിക്കുന്നു, ഇത് വ്യത്യസ്ത ഉപകരണ ജ്യാമിതികളിലേക്കും വ്യത്യസ്ത സെൻസിംഗ് മെക്കാനിസങ്ങളിലേക്കും നയിക്കുന്നു.ഈ അവലോകനത്തിൽ, ഞങ്ങൾ മൂന്ന് ജ്യാമിതീയ ഉപകരണ ഘടനകൾ നിർദ്ദേശിക്കുകയും ഓരോ ഘടനയ്ക്കും സെൻസിംഗ് മെക്കാനിസത്തെക്കുറിച്ച് ചർച്ച ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു.
ഗ്യാസ് കണ്ടെത്തൽ പ്രകടനത്തിൽ ഹെറ്ററോജംഗ്ഷനുകൾ വളരെ പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും, സെൻസർ ചാലക ചാനലിന്റെ സ്ഥാനം ഉപകരണ ജ്യാമിതിയെ വളരെയധികം ആശ്രയിക്കുന്നതിനാൽ, മുഴുവൻ സെൻസറിന്റെയും ഉപകരണ ജ്യാമിതിയും കണ്ടെത്തൽ സ്വഭാവത്തെ സാരമായി സ്വാധീനിക്കും.ചിത്രം 2-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ഹെറ്ററോജംഗ്ഷൻ MOS ഉപകരണങ്ങളുടെ മൂന്ന് സാധാരണ ജ്യാമിതികൾ ഇവിടെ ചർച്ചചെയ്യുന്നു. ആദ്യ തരത്തിൽ, രണ്ട് MOS കണക്ഷനുകൾ രണ്ട് ഇലക്ട്രോഡുകൾക്കിടയിൽ ക്രമരഹിതമായി വിതരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ ചാലക ചാനലിന്റെ സ്ഥാനം നിർണ്ണയിക്കുന്നത് പ്രധാന MOS ആണ്, രണ്ടാമത്തേത് വ്യത്യസ്ത MOS-ൽ നിന്നുള്ള വൈവിധ്യമാർന്ന നാനോസ്ട്രക്ചറുകളുടെ രൂപീകരണം, ഒരു MOS മാത്രമേ ഇലക്ട്രോഡുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിട്ടുള്ളൂ.ഇലക്ട്രോഡ് ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, തുടർന്ന് ചാലക ചാനൽ സാധാരണയായി MOS- ന് ഉള്ളിൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു, അത് ഇലക്ട്രോഡുമായി നേരിട്ട് ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു.മൂന്നാമത്തെ തരത്തിൽ, രണ്ട് മെറ്റീരിയലുകൾ രണ്ട് ഇലക്ട്രോഡുകളിലേക്ക് വെവ്വേറെ ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, രണ്ട് മെറ്റീരിയലുകൾക്കിടയിൽ രൂപംകൊണ്ട ഒരു ഹെറ്ററോജംഗ്ഷനിലൂടെ ഉപകരണത്തെ നയിക്കുന്നു.
സംയുക്തങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള ഒരു ഹൈഫൻ (ഉദാ: "SnO2-NiO") രണ്ട് ഘടകങ്ങളും ലളിതമായി മിക്സഡ് ആണെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു (ടൈപ്പ് I).രണ്ട് കണക്ഷനുകൾക്കിടയിലുള്ള ഒരു “@” ചിഹ്നം (ഉദാ: “SnO2@NiO”) ഒരു തരം II സെൻസർ ഘടനയ്ക്കായി സ്കാർഫോൾഡ് മെറ്റീരിയൽ (NiO) SnO2 കൊണ്ട് അലങ്കരിച്ചിരിക്കുന്നുവെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.ഒരു സ്ലാഷ് (ഉദാ: "NiO/SnO2") ഒരു തരം III സെൻസർ ഡിസൈൻ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.
MOS കോമ്പോസിറ്റുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഗ്യാസ് സെൻസറുകൾക്ക്, രണ്ട് MOS ഘടകങ്ങൾ ഇലക്ട്രോഡുകൾക്കിടയിൽ ക്രമരഹിതമായി വിതരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു.സോൾ-ജെൽ, കോപ്രിസിപിറ്റേഷൻ, ഹൈഡ്രോതെർമൽ, ഇലക്ട്രോസ്പിന്നിംഗ്, മെക്കാനിക്കൽ മിക്സിംഗ് രീതികൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെ MOS സംയുക്തങ്ങൾ തയ്യാറാക്കുന്നതിനായി നിരവധി ഫാബ്രിക്കേഷൻ രീതികൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്.അടുത്തിടെ, ലോഹ കേന്ദ്രങ്ങളും ഓർഗാനിക് ലിങ്കറുകളും ചേർന്ന പോറസ് ക്രിസ്റ്റലിൻ ഘടനാപരമായ മെറ്റീരിയലുകളുടെ ഒരു ക്ലാസ്, ലോഹ-ഓർഗാനിക് ചട്ടക്കൂടുകൾ (MOFs), പോറസ് MOS സംയുക്തങ്ങൾ 105,106,107,108 നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള ടെംപ്ലേറ്റുകളായി ഉപയോഗിച്ചു.MOS കമ്പോസിറ്റുകളുടെ ശതമാനം ഒന്നുതന്നെയാണെങ്കിലും, വ്യത്യസ്ത നിർമ്മാണ പ്രക്രിയകൾ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ സെൻസിറ്റിവിറ്റി സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ വളരെയധികം വ്യത്യാസപ്പെടാം എന്നത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്. 109,110 ഉദാഹരണത്തിന്, Gao et al.109 MoO3±SnO2 സംയുക്തങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ഒരേ ആറ്റോമിക് അനുപാതത്തിൽ രണ്ട് സെൻസറുകൾ നിർമ്മിച്ചു. ( Mo:Sn = 1:1.9) വ്യത്യസ്ത ഫാബ്രിക്കേഷൻ രീതികൾ വ്യത്യസ്ത സെൻസിറ്റിവിറ്റികളിലേക്ക് നയിക്കുന്നതായി കണ്ടെത്തി.ഷാപോഷ്നിക് തുടങ്ങിയവർ.ഒരേ Sn/Ti അനുപാതത്തിൽ പോലും, വാതക H2-ലേക്കുള്ള കോ-പ്രസിപിറ്റേറ്റഡ് SnO2-TiO2-ന്റെ പ്രതികരണം മെക്കാനിക്കൽ മിക്സഡ് മെറ്റീരിയലുകളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമാണെന്ന് 110 റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തു.MOP, MOP ക്രിസ്റ്റലൈറ്റ് വലുപ്പം തമ്മിലുള്ള ബന്ധം വ്യത്യസ്ത സിന്തസിസ് രീതികൾ ഉപയോഗിച്ച് വ്യത്യാസപ്പെടുന്നതിനാലാണ് ഈ വ്യത്യാസം ഉണ്ടാകുന്നത്109,110.ധാന്യത്തിന്റെ വലുപ്പവും ആകൃതിയും ദാതാവിന്റെ സാന്ദ്രതയുടെയും അർദ്ധചാലക തരത്തിന്റെയും അടിസ്ഥാനത്തിൽ സ്ഥിരതയുള്ളപ്പോൾ, കോൺടാക്റ്റ് ജ്യാമിതി 110 ആയി മാറുന്നില്ലെങ്കിൽ പ്രതികരണം അതേപടി നിലനിൽക്കണം.സ്റ്റെർസ് തുടങ്ങിയവർ.111 റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തത് SnO2-Cr2O3 കോർ-ഷീത്ത് (CSN) നാനോഫൈബറുകളുടെയും ഗ്രൗണ്ട് SnO2-Cr2O3 CSN-കളുടെയും കണ്ടെത്തൽ സവിശേഷതകൾ ഏതാണ്ട് സമാനമാണ്, ഇത് നാനോ ഫൈബർ രൂപഘടന ഒരു ഗുണവും നൽകുന്നില്ലെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.
വ്യത്യസ്ത ഫാബ്രിക്കേഷൻ രീതികൾക്ക് പുറമേ, രണ്ട് വ്യത്യസ്ത MOSFET- കളുടെ അർദ്ധചാലക തരങ്ങളും സെൻസറിന്റെ സംവേദനക്ഷമതയെ ബാധിക്കുന്നു.രണ്ട് MOSFET-കൾ ഒരേ തരത്തിലുള്ള അർദ്ധചാലകമാണോ (nn അല്ലെങ്കിൽ pp ജംഗ്ഷൻ) അല്ലെങ്കിൽ വ്യത്യസ്ത തരം (pn ജംഗ്ഷൻ) എന്നതിനെ ആശ്രയിച്ച് ഇതിനെ രണ്ട് വിഭാഗങ്ങളായി തിരിക്കാം.ഗ്യാസ് സെൻസറുകൾ ഒരേ തരത്തിലുള്ള MOS സംയോജനങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണെങ്കിൽ, രണ്ട് MOS-ന്റെ മോളാർ അനുപാതം മാറ്റുന്നതിലൂടെ, സെൻസിറ്റിവിറ്റി പ്രതികരണ സ്വഭാവം മാറ്റമില്ലാതെ തുടരുന്നു, കൂടാതെ സെൻസർ സെൻസിറ്റിവിറ്റി nn- അല്ലെങ്കിൽ pp-heterojunctions എണ്ണം അനുസരിച്ച് വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു.കോമ്പോസിറ്റിൽ ഒരു ഘടകം പ്രബലമാകുമ്പോൾ (ഉദാ: 0.9 ZnO-0.1 SnO2 അല്ലെങ്കിൽ 0.1 ZnO-0.9 SnO2), ഹോമോജംഗ്ഷൻ ചാലക ചാനൽ 92 എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന പ്രബലമായ MOS ആണ് ചാലക ചാനൽ നിർണ്ണയിക്കുന്നത്.രണ്ട് ഘടകങ്ങളുടെയും അനുപാതങ്ങൾ താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ചാലക ചാനൽ ഹെറ്ററോജംഗ്ഷൻ 98,102 ആധിപത്യം പുലർത്തുന്നുവെന്ന് അനുമാനിക്കപ്പെടുന്നു.Yamazoe et al.112,113 റിപ്പോർട്ടുചെയ്തത്, രണ്ട് ഘടകങ്ങളുടെയും ഹെറ്ററോകോൺടാക്റ്റ് മേഖല സെൻസറിന്റെ സംവേദനക്ഷമതയെ വളരെയധികം മെച്ചപ്പെടുത്തുമെന്ന് റിപ്പോർട്ടുചെയ്‌തു, കാരണം ഘടകങ്ങളുടെ വ്യത്യസ്ത പ്രവർത്തന പ്രവർത്തനങ്ങൾ കാരണം രൂപപ്പെടുന്ന ഹെറ്ററോജംഗ്ഷൻ തടസ്സത്തിന് ഇലക്ട്രോണുകൾക്ക് വിധേയമാകുന്ന സെൻസറിന്റെ ഡ്രിഫ്റ്റ് മൊബിലിറ്റി ഫലപ്രദമായി നിയന്ത്രിക്കാൻ കഴിയും.വിവിധ ആംബിയന്റ് വാതകങ്ങൾ 112,113.അത്തിപ്പഴത്തിൽ.വ്യത്യസ്ത ZnO ഉള്ളടക്കങ്ങളുള്ള (0 മുതൽ 10 mol % Zn വരെ) SnO2-ZnO നാരുകളുള്ള ശ്രേണി ഘടനകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സെൻസറുകൾക്ക് എത്തനോൾ തിരഞ്ഞെടുത്ത് കണ്ടെത്താനാകുമെന്ന് ചിത്രം 3a കാണിക്കുന്നു.അവയിൽ, SnO2-ZnO ഫൈബറുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഒരു സെൻസർ (7 mol.% Zn) ധാരാളം ഹെറ്ററോജംഗ്ഷനുകളുടെ രൂപീകരണവും നിർദ്ദിഷ്ട ഉപരിതല വിസ്തൃതിയിലെ വർദ്ധനവും കാരണം ഉയർന്ന സംവേദനക്ഷമത കാണിച്ചു, ഇത് കൺവെർട്ടറിന്റെ പ്രവർത്തനം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്തു. സെൻസിറ്റിവിറ്റി 90 എന്നിരുന്നാലും, ZnO ഉള്ളടക്കം 10 mol.% ആയി വർദ്ധിക്കുന്നതോടെ, മൈക്രോസ്ട്രക്ചർ SnO2-ZnO കോമ്പോസിറ്റിന് ഉപരിതല ആക്റ്റിവേഷൻ ഏരിയകൾ പൊതിയാനും സെൻസർ സെൻസിറ്റിവിറ്റി കുറയ്ക്കാനും കഴിയും.വ്യത്യസ്ത Fe/Ni അനുപാതങ്ങളുള്ള NiO-NiFe2O4 പിപി ഹെറ്ററോജംഗ്ഷൻ കോമ്പോസിറ്റുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സെൻസറുകൾക്കും സമാനമായ പ്രവണത നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു (ചിത്രം 3 ബി)114.
SnO2-ZnO നാരുകളുടെ (7 mol.% Zn) SEM ഇമേജുകളും 260 °C യിൽ 100 ​​ppm സാന്ദ്രതയുള്ള വിവിധ വാതകങ്ങളോടുള്ള സെൻസർ പ്രതികരണവും;54b വിവിധ വാതകങ്ങളുടെ 50 ppm-ൽ ശുദ്ധമായ NiO, NiO-NiFe2O4 സംയുക്തങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സെൻസറുകളുടെ പ്രതികരണങ്ങൾ, 260 °C;114 (സി) xSnO2-(1-x)Co3O4 കോമ്പോസിഷനിലെ നോഡുകളുടെ എണ്ണത്തിന്റെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം, 10 ppm CO, അസെറ്റോൺ, C6H6, SO2 എന്നിവയ്ക്ക് xSnO2-(1-x)Co3O4 കോമ്പോസിഷന്റെ അനുബന്ധ പ്രതിരോധവും സംവേദനക്ഷമത പ്രതികരണങ്ങളും Sn/Co 98-ന്റെ മോളാർ അനുപാതം മാറ്റിക്കൊണ്ട് 350 °C-ൽ വാതകം
MOS115 ന്റെ ആറ്റോമിക് അനുപാതത്തെ ആശ്രയിച്ച് pn-MOS സംയുക്തങ്ങൾ വ്യത്യസ്ത സെൻസിറ്റിവിറ്റി സ്വഭാവം കാണിക്കുന്നു.പൊതുവേ, MOS സംയോജനങ്ങളുടെ സെൻസറി സ്വഭാവം സെൻസറിന്റെ പ്രാഥമിക ചാലകമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നത് ഏത് MOS എന്നതിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.അതിനാൽ, കമ്പോസിറ്റുകളുടെ ശതമാനം ഘടനയും നാനോ ഘടനയും ചിത്രീകരിക്കേണ്ടത് വളരെ പ്രധാനമാണ്.xSnO2 ± (1-x)Co3O4 സംയോജിത നാനോ ഫൈബറുകളുടെ ഒരു ശ്രേണിയെ ഇലക്ട്രോസ്പിന്നിംഗ് വഴിയും അവയുടെ സെൻസർ ഗുണങ്ങൾ പഠിച്ചും സമന്വയിപ്പിച്ച് കിം et al.98 ഈ നിഗമനം സ്ഥിരീകരിച്ചു.SnO2-Co3O4 കോമ്പോസിറ്റ് സെൻസറിന്റെ സ്വഭാവം SnO2 (ചിത്രം 3c)98 ന്റെ ശതമാനം കുറച്ചുകൊണ്ട് n-ടൈപ്പിൽ നിന്ന് p-ടൈപ്പിലേക്ക് മാറുന്നത് അവർ നിരീക്ഷിച്ചു.കൂടാതെ, heterojunction-ആധിപത്യമുള്ള സെൻസറുകൾ (0.5 SnO2-0.5 Co3O4 അടിസ്ഥാനമാക്കി) ഹോമോജംഗ്ഷൻ-ആധിപത്യ സെൻസറുകളെ അപേക്ഷിച്ച് C6H6-ന് ഏറ്റവും ഉയർന്ന പ്രക്ഷേപണ നിരക്ക് കാണിക്കുന്നു (ഉദാ, ഉയർന്ന SnO2 അല്ലെങ്കിൽ Co3O4 സെൻസറുകൾ).0.5 SnO2-0.5 Co3O4 അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സെൻസറിന്റെ അന്തർലീനമായ ഉയർന്ന പ്രതിരോധവും മൊത്തത്തിലുള്ള സെൻസർ പ്രതിരോധം മോഡുലേറ്റ് ചെയ്യാനുള്ള അതിന്റെ വലിയ കഴിവും C6H6-ലേക്കുള്ള ഏറ്റവും ഉയർന്ന സംവേദനക്ഷമതയ്ക്ക് കാരണമാകുന്നു.കൂടാതെ, SnO2-Co3O4 ഹെറ്ററോഇന്റർഫേസുകളിൽ നിന്ന് ഉത്ഭവിക്കുന്ന ലാറ്റിസ് പൊരുത്തക്കേടുകൾ വാതക തന്മാത്രകൾക്കായി മുൻഗണനാ അഡ്‌സോർപ്‌ഷൻ സൈറ്റുകൾ സൃഷ്ടിക്കും, അതുവഴി സെൻസർ പ്രതികരണം 109,116 വർദ്ധിപ്പിക്കും.
അർദ്ധചാലക-തരം MOS-ന് പുറമേ, MOS-117-ന്റെ രസതന്ത്രം ഉപയോഗിച്ച് MOS സംയുക്തങ്ങളുടെ സ്പർശന സ്വഭാവവും ഇഷ്ടാനുസൃതമാക്കാവുന്നതാണ്.Huo et al.117, Co3O4-SnO2 സംയുക്തങ്ങൾ തയ്യാറാക്കാൻ ലളിതമായ സോക്ക്-ബേക്ക് രീതി ഉപയോഗിച്ചു, 10% എന്ന Co/Sn മോളാർ അനുപാതത്തിൽ, സെൻസർ H2-ലേക്കുള്ള p-ടൈപ്പ് ഡിറ്റക്ഷൻ പ്രതികരണവും n-ടൈപ്പ് സെൻസിറ്റിവിറ്റിയും പ്രദർശിപ്പിച്ചതായി കണ്ടെത്തി. H2.പ്രതികരണം.CO, H2S, NH3 വാതകങ്ങളിലേക്കുള്ള സെൻസർ പ്രതികരണങ്ങൾ ചിത്രം 4a117-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.കുറഞ്ഞ Co/Sn അനുപാതത്തിൽ, SnO2±SnO2 നാനോഗ്രേൻ അതിരുകളിൽ നിരവധി ഹോമോജംഗ്ഷനുകൾ രൂപപ്പെടുകയും H2 (ചിത്രം. 4b,c)115-ലേക്ക് n-തരം സെൻസർ പ്രതികരണങ്ങൾ പ്രദർശിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.Co/Sn അനുപാതം 10 mol വരെ വർദ്ധനയോടെ.%, SnO2-SnO2 ഹോമോജംഗ്ഷനുകൾക്ക് പകരം, നിരവധി Co3O4-SnO2 ഹെറ്ററോജംഗ്ഷനുകൾ ഒരേസമയം രൂപപ്പെട്ടു (ചിത്രം 4d).H2 നെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം Co3O4 നിഷ്‌ക്രിയമായതിനാലും SnO2 H2 മായി ശക്തമായി പ്രതികരിക്കുന്നതിനാലും, അയോണിക് ഓക്സിജൻ സ്പീഷീസുകളുമായുള്ള H2 ന്റെ പ്രതിപ്രവർത്തനം പ്രധാനമായും SnO2117 ന്റെ ഉപരിതലത്തിലാണ് സംഭവിക്കുന്നത്.അതിനാൽ, ഇലക്ട്രോണുകൾ SnO2 ലേക്ക് നീങ്ങുകയും Ef SnO2 ചാലക ബാൻഡിലേക്ക് മാറുകയും ചെയ്യുന്നു, അതേസമയം Ef Co3O4 മാറ്റമില്ലാതെ തുടരുന്നു.തൽഫലമായി, സെൻസറിന്റെ പ്രതിരോധം വർദ്ധിക്കുന്നു, ഉയർന്ന Co/Sn അനുപാതമുള്ള വസ്തുക്കൾ p-ടൈപ്പ് സെൻസിംഗ് സ്വഭാവം പ്രകടിപ്പിക്കുന്നുവെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു (ചിത്രം 4e).ഇതിനു വിപരീതമായി, CO, H2S, NH3 വാതകങ്ങൾ SnO2, Co3O4 പ്രതലങ്ങളിൽ അയോണിക് ഓക്സിജൻ സ്പീഷീസുകളുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുകയും ഇലക്ട്രോണുകൾ വാതകത്തിൽ നിന്ന് സെൻസറിലേക്ക് നീങ്ങുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് തടസ്സത്തിന്റെ ഉയരവും n-തരം സംവേദനക്ഷമതയും കുറയുന്നു (ചിത്രം 4f)..വ്യത്യസ്ത വാതകങ്ങളുള്ള Co3O4 ന്റെ വ്യത്യസ്ത പ്രതിപ്രവർത്തനമാണ് ഈ വ്യത്യസ്ത സെൻസർ സ്വഭാവത്തിന് കാരണം, ഇത് Yin et al കൂടുതൽ സ്ഥിരീകരിച്ചു.118.അതുപോലെ, Katoch et al.119 SnO2-ZnO സംയുക്തങ്ങൾക്ക് നല്ല സെലക്റ്റിവിറ്റിയും H2 ലേക്ക് ഉയർന്ന സംവേദനക്ഷമതയും ഉണ്ടെന്ന് തെളിയിച്ചു.H ന്റെ s-ഓർബിറ്റലും O യുടെ p-ഓർബിറ്റലും തമ്മിലുള്ള ശക്തമായ ഹൈബ്രിഡൈസേഷൻ കാരണം H ആറ്റങ്ങൾ ZnO യുടെ O സ്ഥാനങ്ങളിലേക്ക് എളുപ്പത്തിൽ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നതിനാലാണ് ഈ സ്വഭാവം സംഭവിക്കുന്നത്, ഇത് ZnO120,121 ന്റെ മെറ്റലൈസേഷനിലേക്ക് നയിക്കുന്നു.
H2, CO, NH3, H2S, b, c Co3O4/SnO2 കോംപോസിറ്റ് സെൻസിംഗ് മെക്കാനിസം ഡയഗ്രം പോലെയുള്ള സാധാരണ കുറയ്ക്കുന്ന വാതകങ്ങൾക്കായുള്ള Co/Sn-10% ഡൈനാമിക് റെസിസ്റ്റൻസ് കർവുകൾ.Co/Sn, df Co3O4 ഉയർന്ന Co/Sn/SnO2 സംയുക്തം ഉപയോഗിച്ച് H2, CO, H2S, NH3 എന്നിവയുടെ മെക്കാനിസം കണ്ടെത്തൽ
അതിനാൽ, ഉചിതമായ ഫാബ്രിക്കേഷൻ രീതികൾ തിരഞ്ഞെടുത്ത്, കമ്പോസിറ്റുകളുടെ ധാന്യ വലുപ്പം കുറയ്ക്കുകയും, MOS സംയുക്തങ്ങളുടെ മോളാർ അനുപാതം ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുകയും ചെയ്തുകൊണ്ട് I-ടൈപ്പ് സെൻസറിന്റെ സംവേദനക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്താം.കൂടാതെ, സെൻസിറ്റീവ് മെറ്റീരിയലിന്റെ രസതന്ത്രത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ആഴത്തിലുള്ള ധാരണയ്ക്ക് സെൻസറിന്റെ സെലക്റ്റിവിറ്റി കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയും.
ടൈപ്പ് II സെൻസർ സ്ട്രക്ച്ചറുകൾ മറ്റൊരു ജനപ്രിയ സെൻസർ ഘടനയാണ്, അവയ്ക്ക് ഒരു "മാസ്റ്റർ" നാനോ മെറ്റീരിയലും രണ്ടാമത്തെ അല്ലെങ്കിൽ മൂന്നാമത്തെ നാനോ മെറ്റീരിയലും ഉൾപ്പെടെ വൈവിധ്യമാർന്ന നാനോ സ്ട്രക്ചർ മെറ്റീരിയലുകൾ ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയും.ഉദാഹരണത്തിന്, നാനോകണങ്ങൾ, കോർ-ഷെൽ (സിഎസ്), മൾട്ടിലെയർ ഹെറ്ററോനോനോസ്ട്രക്ചർ മെറ്റീരിയലുകൾ എന്നിവ കൊണ്ട് അലങ്കരിച്ച ഏകമാനമോ ദ്വിമാനമോ ആയ മെറ്റീരിയലുകൾ ടൈപ്പ് II സെൻസർ ഘടനകളിൽ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, അവ വിശദമായി ചുവടെ ചർച്ചചെയ്യും.
ചിത്രം 2b (1) ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ആദ്യത്തെ ഹെറ്ററോനോനോസ്‌ട്രക്ചർ മെറ്റീരിയലിന് (അലങ്കരിച്ച ഹെറ്ററോനോനോസ്‌ട്രക്ചർ), സെൻസറിന്റെ ചാലക ചാനലുകൾ ഒരു അടിസ്ഥാന മെറ്റീരിയൽ ഉപയോഗിച്ച് ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു.ഹെറ്ററോജംഗ്ഷനുകളുടെ രൂപീകരണം കാരണം, പരിഷ്‌ക്കരിച്ച നാനോപാർട്ടിക്കിളുകൾക്ക് വാതക അഡ്‌സോർപ്‌ഷൻ അല്ലെങ്കിൽ ഡിസോർപ്‌ഷൻ എന്നിവയ്‌ക്കായി കൂടുതൽ റിയാക്ടീവ് സൈറ്റുകൾ നൽകാൻ കഴിയും, കൂടാതെ സെൻസിംഗ് പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള കാറ്റലിസ്റ്റുകളായി പ്രവർത്തിക്കാനും കഴിയും.CeO2 നാനോഡോട്ടുകൾ ഉപയോഗിച്ച് WO3 നാനോവയറുകൾ അലങ്കരിക്കുന്നത് CeO2@WO3 ഹെറ്ററോഇന്റർഫേസിലും CeO2 ഉപരിതലത്തിലും കൂടുതൽ അഡോർപ്ഷൻ സൈറ്റുകൾ നൽകുമെന്നും അസെറ്റോണുമായുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിനായി കൂടുതൽ കെമിസോർബെഡ് ഓക്സിജൻ സ്പീഷീസുകൾ സൃഷ്ടിക്കുമെന്നും യുവാൻ തുടങ്ങിയവർ അഭിപ്രായപ്പെട്ടു.ഗുണവൻ തുടങ്ങിയവർ.125. ഏകമാനമായ Au@α-Fe2O3 അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഒരു അൾട്രാ-ഹൈ സെൻസിറ്റിവിറ്റി അസെറ്റോൺ സെൻസർ നിർദ്ദേശിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്, കൂടാതെ O2 തന്മാത്രകളെ ഓക്സിജൻ സ്രോതസ്സായി സജീവമാക്കുന്നതിലൂടെ സെൻസറിന്റെ സംവേദനക്ഷമത നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നുവെന്ന് നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടു.അസെറ്റോണിന്റെ ഓക്‌സിഡേഷനായി ഓക്‌സിജൻ തന്മാത്രകളെ ലാറ്റിസ് ഓക്‌സിജനായി വിഘടിപ്പിക്കുന്നതിനെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്ന ഒരു ഉത്തേജകമായി Au NP-കളുടെ സാന്നിധ്യം പ്രവർത്തിക്കും.സമാനമായ ഫലങ്ങൾ ചോയിയും മറ്റുള്ളവരും നേടി.9 അസോർബ്ഡ് ഓക്സിജൻ തന്മാത്രകളെ അയോണൈസ്ഡ് ഓക്സിജൻ സ്പീഷീസുകളായി വിഭജിക്കാനും അസെറ്റോണിനുള്ള സെൻസിറ്റീവ് പ്രതികരണം വർദ്ധിപ്പിക്കാനും ഒരു Pt കാറ്റലിസ്റ്റ് ഉപയോഗിച്ചു.ചിത്രം 5126-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ഒറ്റ നോബിൾ ലോഹ നാനോപാർട്ടിക്കിളുകളേക്കാൾ ബൈമെറ്റാലിക് നാനോപാർട്ടിക്കിളുകൾ കാറ്റാലിസിസിൽ വളരെ കാര്യക്ഷമമാണെന്ന് 2017-ൽ ഇതേ ഗവേഷണ സംഘം തെളിയിച്ചു. ശരാശരി വലിപ്പം 3 nm-ൽ താഴെ.തുടർന്ന്, ഇലക്ട്രോസ്പിന്നിംഗ് രീതി ഉപയോഗിച്ച്, PtM@WO3 നാനോഫൈബറുകൾ അസെറ്റോണിലേക്കോ H2S ലേക്കുള്ള സംവേദനക്ഷമതയും സെലക്റ്റിവിറ്റിയും വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് (ചിത്രം 5b-g) ലഭിച്ചു.അടുത്തിടെ, സിംഗിൾ ആറ്റം കാറ്റലിസ്റ്റുകൾ (SACs) ആറ്റങ്ങളുടെയും ട്യൂൺ ചെയ്ത ഇലക്ട്രോണിക് ഘടനകളുടെയും പരമാവധി കാര്യക്ഷമത കാരണം കാറ്റലിസിസ്, ഗ്യാസ് വിശകലനം എന്നീ മേഖലകളിൽ മികച്ച ഉൽപ്രേരക പ്രകടനം കാണിച്ചു.ഷിൻ തുടങ്ങിയവർ.129 Pt@MCN@SnO2 ഇൻലൈൻ ഫൈബറുകൾ ഗ്യാസ് കണ്ടെത്തലിനായി തയ്യാറാക്കുന്നതിനായി Pt-SA ആങ്കർ ചെയ്ത കാർബൺ നൈട്രൈഡ് (MCN), SnCl2, PVP നാനോഷീറ്റുകൾ എന്നിവ രാസ സ്രോതസ്സുകളായി ഉപയോഗിച്ചു.Pt@MCN-ന്റെ ഉള്ളടക്കം വളരെ കുറവാണെങ്കിലും (0.13 wt.% മുതൽ 0.68 wt.% വരെ), വാതക ഫോർമാൽഡിഹൈഡ് Pt@MCN@SnO2 ന്റെ കണ്ടെത്തൽ പ്രകടനം മറ്റ് റഫറൻസ് സാമ്പിളുകളേക്കാൾ മികച്ചതാണ് (ശുദ്ധമായ SnO2, MCN@SnO2, Pt NPs@ SnO2 )..Pt SA കാറ്റലിസ്റ്റിന്റെ പരമാവധി ആറ്റോമിക് കാര്യക്ഷമതയും SnO2129 സജീവ സൈറ്റുകളുടെ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ കവറേജും ഈ മികച്ച കണ്ടെത്തൽ പ്രകടനത്തിന് കാരണമാകാം.
PtM-apo (PtPd, PtRh, PtNi) നാനോപാർട്ടിക്കിളുകൾ ലഭിക്കുന്നതിനുള്ള അപ്പോഫെറിറ്റിൻ-ലോഡഡ് എൻക്യാപ്സുലേഷൻ രീതി;bd പ്രിസ്റ്റീൻ WO3, PtPd@WO3, PtRn@WO3, Pt-NiO@WO3 നാനോഫൈബറുകൾ എന്നിവയുടെ ഡൈനാമിക് ഗ്യാസ് സെൻസിറ്റീവ് പ്രോപ്പർട്ടികൾ;ഉദാഹരണത്തിന്, PtPd@WO3, PtRn@WO3, Pt-NiO@WO3 എന്നീ നാനോഫൈബർ സെൻസറുകളുടെ സെലക്ടിവിറ്റി പ്രോപ്പർട്ടികൾ അടിസ്ഥാനമാക്കി, 1 ppm വരെ ഇടപെടുന്ന വാതകം 126
കൂടാതെ, സ്കാർഫോൾഡ് മെറ്റീരിയലുകൾക്കും നാനോപാർട്ടിക്കിളുകൾക്കുമിടയിൽ രൂപപ്പെടുന്ന ഹെറ്ററോജംഗ്ഷനുകൾക്ക് സെൻസർ പ്രകടനം 130,131,132 മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഒരു റേഡിയൽ മോഡുലേഷൻ മെക്കാനിസത്തിലൂടെ ചാലക ചാനലുകളെ ഫലപ്രദമായി മോഡുലേറ്റ് ചെയ്യാൻ കഴിയും.അത്തിപ്പഴത്തിൽ.ചിത്രം 6a ശുദ്ധമായ SnO2, Cr2O3@SnO2 നാനോവയറുകൾ എന്നിവയുടെ സെൻസർ സ്വഭാവസവിശേഷതകളും വാതകങ്ങൾ കുറയ്ക്കുന്നതിനും ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്യുന്നതിനും അനുബന്ധ സെൻസർ മെക്കാനിസങ്ങളും കാണിക്കുന്നു131.ശുദ്ധമായ SnO2 നാനോവയറുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, വാതകങ്ങൾ കുറയ്ക്കുന്നതിനുള്ള Cr2O3@SnO2 നാനോവയറുകളുടെ പ്രതികരണം വളരെയധികം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു, അതേസമയം ഓക്സിഡൈസിംഗ് വാതകങ്ങളോടുള്ള പ്രതികരണം വഷളാകുന്നു.ഈ പ്രതിഭാസങ്ങൾ രൂപപ്പെട്ട pn heterojunction ന്റെ റേഡിയൽ ദിശയിലുള്ള SnO2 നാനോവയറുകളുടെ ചാലക ചാനലുകളുടെ പ്രാദേശിക തളർച്ചയുമായി അടുത്ത ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.വാതകങ്ങൾ കുറയ്ക്കുകയും ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്യുകയും ചെയ്ത ശേഷം, ശുദ്ധമായ SnO2 നാനോവയറുകളുടെ ഉപരിതലത്തിൽ EDL വീതി മാറ്റുന്നതിലൂടെ സെൻസർ പ്രതിരോധം ലളിതമായി ട്യൂൺ ചെയ്യാൻ കഴിയും.എന്നിരുന്നാലും, Cr2O3@SnO2 നാനോവയറുകൾക്ക്, ശുദ്ധമായ SnO2 നാനോവയറുകളെ അപേക്ഷിച്ച് വായുവിലെ SnO2 നാനോവയറുകളുടെ പ്രാരംഭ DEL വർദ്ധിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഒരു ഹെറ്ററോജംഗ്ഷൻ രൂപീകരണം കാരണം ചാലക ചാനൽ അടിച്ചമർത്തപ്പെടുന്നു.അതിനാൽ, സെൻസർ കുറയ്ക്കുന്ന വാതകത്തിന് വിധേയമാകുമ്പോൾ, കുടുങ്ങിയ ഇലക്ട്രോണുകൾ SnO2 നാനോവയറുകളിലേക്ക് വിടുകയും EDL ഗണ്യമായി കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് ശുദ്ധമായ SnO2 നാനോവയറുകളേക്കാൾ ഉയർന്ന സംവേദനക്ഷമതയ്ക്ക് കാരണമാകുന്നു.നേരെമറിച്ച്, ഒരു ഓക്സിഡൈസിംഗ് ഗ്യാസിലേക്ക് മാറുമ്പോൾ, DEL വിപുലീകരണം പരിമിതമാണ്, ഇത് കുറഞ്ഞ സെൻസിറ്റിവിറ്റിക്ക് കാരണമാകുന്നു.സമാനമായ സെൻസറി പ്രതികരണ ഫലങ്ങൾ Choi et al., 133, p-type WO3 നാനോകണങ്ങളാൽ അലങ്കരിച്ച SnO2 നാനോവയറുകൾ വാതകങ്ങൾ കുറയ്ക്കുന്നതിനുള്ള സെൻസറി പ്രതികരണം ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെടുത്തി, അതേസമയം n-അലങ്കരിച്ച SnO2 സെൻസറുകൾ ഓക്സിഡൈസിംഗ് വാതകങ്ങളോടുള്ള സംവേദനക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തി.TiO2 നാനോകണങ്ങൾ (ചിത്രം 6b) 133. ഈ ഫലം പ്രധാനമായും SnO2, MOS (TiO2 അല്ലെങ്കിൽ WO3) നാനോകണങ്ങളുടെ വ്യത്യസ്ത പ്രവർത്തന പ്രവർത്തനങ്ങൾ മൂലമാണ്.പി-ടൈപ്പ് (എൻ-ടൈപ്പ്) നാനോപാർട്ടിക്കിളുകളിൽ, ഫ്രെയിംവർക്ക് മെറ്റീരിയലിന്റെ (SnO2) ചാലകത റേഡിയൽ ദിശയിൽ വികസിക്കുന്നു (അല്ലെങ്കിൽ ചുരുങ്ങുന്നു), തുടർന്ന്, റിഡക്ഷൻ (അല്ലെങ്കിൽ ഓക്സിഡേഷൻ), കൂടുതൽ വിപുലീകരണം (അല്ലെങ്കിൽ ചുരുക്കൽ) വാതകത്തിന്റെ SnO2 - വാരിയെല്ലിന്റെ ചാലക ചാനലിന്റെ (ചിത്രം 6 ബി).
റേഡിയൽ മോഡുലേഷൻ മെക്കാനിസം പരിഷ്കരിച്ച LF MOS-ൽ നിന്ന് പ്രേരിപ്പിക്കുന്നു.ശുദ്ധമായ SnO2, Cr2O3@SnO2 നാനോവയറുകളും അനുബന്ധ സെൻസിംഗ് മെക്കാനിസത്തിന്റെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രമുകളും അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള 10 ppm കുറയ്ക്കുകയും ഓക്സിഡൈസുചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്ന വാതകങ്ങളോടുള്ള വാതക പ്രതികരണങ്ങളുടെ ഒരു സംഗ്രഹം;WO3@SnO2 നാനോറോഡുകളുടെ അനുബന്ധ സ്കീമുകളും ഡിറ്റക്ഷൻ മെക്കാനിസവും133
ബൈലെയർ, മൾട്ടിലെയർ ഹെറ്ററോസ്ട്രക്ചർ ഉപകരണങ്ങളിൽ, ഇലക്ട്രോഡുകളുമായി നേരിട്ട് സമ്പർക്കം പുലർത്തുന്ന ലെയർ (സാധാരണയായി താഴെയുള്ള പാളി) ഉപകരണത്തിന്റെ ചാലകത ആധിപത്യം പുലർത്തുന്നു, കൂടാതെ രണ്ട് ലെയറുകളുടെയും ഇന്റർഫേസിൽ രൂപപ്പെടുന്ന ഹെറ്ററോജംഗ്ഷന് താഴത്തെ പാളിയുടെ ചാലകത നിയന്ത്രിക്കാൻ കഴിയും. .അതിനാൽ, വാതകങ്ങൾ മുകളിലെ പാളിയുമായി ഇടപഴകുമ്പോൾ, അവ താഴത്തെ പാളിയുടെ ചാലക ചാനലുകളെയും ഉപകരണത്തിന്റെ പ്രതിരോധം 134 നെയും സാരമായി ബാധിക്കും.ഉദാഹരണത്തിന്, കുമാർ തുടങ്ങിയവർ.NH3-ന് TiO2@NiO, NiO@TiO2 ഇരട്ട പാളികളുടെ വിപരീത സ്വഭാവം 77 റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തു.രണ്ട് സെൻസറുകളുടെയും ചാലക ചാനലുകൾ വ്യത്യസ്ത വസ്തുക്കളുടെ പാളികളിൽ (യഥാക്രമം NiO, TiO2) ആധിപത്യം പുലർത്തുന്നതിനാലാണ് ഈ വ്യത്യാസം ഉണ്ടാകുന്നത്, തുടർന്ന് അന്തർലീനമായ ചാലക ചാനലുകളിലെ വ്യത്യാസങ്ങൾ വ്യത്യസ്തമാണ്77.
സ്‌പട്ടറിംഗ്, ആറ്റോമിക് ലെയർ ഡിപ്പോസിഷൻ (എഎൽഡി), സെൻട്രിഫ്യൂഗേഷൻ 56,70,134,135,136 എന്നിവയിലൂടെയാണ് ബിലേയർ അല്ലെങ്കിൽ മൾട്ടി ലെയർ ഹെറ്ററോനോനോസ്‌ട്രക്ചറുകൾ സാധാരണയായി നിർമ്മിക്കുന്നത്.ഫിലിം കനവും രണ്ട് മെറ്റീരിയലുകളുടെ കോൺടാക്റ്റ് ഏരിയയും നന്നായി നിയന്ത്രിക്കാനാകും.ചിത്രങ്ങൾ 7a, b എന്നിവ കാണിക്കുന്നത് എത്തനോൾ കണ്ടെത്തലിനായി സ്പട്ടറിംഗ് വഴി ലഭിച്ച NiO@SnO2, Ga2O3@WO3 നാനോഫിലിമുകൾ135,137.എന്നിരുന്നാലും, ഈ രീതികൾ സാധാരണയായി ഫ്ലാറ്റ് ഫിലിമുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഈ ഫ്ലാറ്റ് ഫിലിമുകൾ അവയുടെ കുറഞ്ഞ പ്രത്യേക ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണവും വാതക പ്രവേശനക്ഷമതയും കാരണം 3D നാനോസ്ട്രക്ചർ മെറ്റീരിയലുകളേക്കാൾ സെൻസിറ്റീവ് കുറവാണ്.അതിനാൽ, വ്യത്യസ്‌ത ശ്രേണികളുള്ള ബൈലെയർ ഫിലിമുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു ലിക്വിഡ്-ഫേസ് തന്ത്രവും നിർദ്ദിഷ്ട ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം 41,52,138 വർദ്ധിപ്പിച്ച് പെർസെപ്ച്വൽ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്താൻ നിർദ്ദേശിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.Zhu et al139 സ്‌പട്ടറിംഗും ഹൈഡ്രോതെർമൽ ടെക്‌നിക്കുകളും സംയോജിപ്പിച്ച് H2S ഡിറ്റക്ഷനായി SnO2 നാനോവയറുകൾക്ക് (ZnO@SnO2 നാനോവയറുകൾ) മേൽ ഉയർന്ന ഓർഡർ നൽകിയ ZnO നാനോവയറുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നു (ചിത്രം 7c).1 ppm H2S-നുള്ള അതിന്റെ പ്രതികരണം ZnO@SnO2 നാനോഫിലിമുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സെൻസറിനേക്കാൾ 1.6 മടങ്ങ് കൂടുതലാണ്.ലിയു തുടങ്ങിയവർ.ഹൈറാർക്കിക്കൽ SnO2@NiO നാനോസ്ട്രക്ചറുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനായി രണ്ട്-ഘട്ട കെമിക്കൽ ഡിപ്പോസിഷൻ രീതി ഉപയോഗിച്ച് ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള H2S സെൻസർ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തു, തുടർന്ന് തെർമൽ അനീലിംഗും (ചിത്രം 10d).പരമ്പരാഗത സ്‌പട്ടർ ചെയ്ത SnO2@NiO ബൈലെയർ ഫിലിമുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, നിർദ്ദിഷ്ട ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം 52,137 ന്റെ വർദ്ധനവ് കാരണം SnO2@NiO ഹൈറാർക്കിക്കൽ ബൈലെയർ ഘടനയുടെ സെൻസിറ്റിവിറ്റി പ്രകടനം ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെട്ടു.
MOS അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഡബിൾ ലെയർ ഗ്യാസ് സെൻസർ.എത്തനോൾ കണ്ടെത്തുന്നതിനുള്ള NiO@SnO2 നാനോഫിലിം;എത്തനോൾ കണ്ടുപിടിക്കുന്നതിനുള്ള 137b Ga2O3@WO3 നാനോഫിലിം;H2S കണ്ടുപിടിക്കുന്നതിനായി 135c വളരെ ഓർഡർ ചെയ്ത SnO2@ZnO ബൈലെയർ ശ്രേണി ഘടന;H2S52 കണ്ടുപിടിക്കുന്നതിനുള്ള 139d SnO2@NiO ദ്വിതല ശ്രേണിയിലുള്ള ഘടന.
കോർ-ഷെൽ ഹെറ്ററോനോനോസ്‌ട്രക്‌ചറുകളെ (സിഎസ്‌എച്ച്‌എൻ) അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ടൈപ്പ് II ഉപകരണങ്ങളിൽ, സെൻസിംഗ് സംവിധാനം കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമാണ്, കാരണം ചാലക ചാനലുകൾ ആന്തരിക ഷെല്ലിൽ മാത്രം പരിമിതപ്പെടുന്നില്ല.നിർമ്മാണ പാതയും പാക്കേജിന്റെ കനവും (hs) ചാലക ചാനലുകളുടെ സ്ഥാനം നിർണ്ണയിക്കാൻ കഴിയും.ഉദാഹരണത്തിന്, താഴെ-അപ്പ് സിന്തസിസ് രീതികൾ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, ചാലക ചാനലുകൾ സാധാരണയായി ആന്തരിക കാമ്പിലേക്ക് പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു, ഇത് രണ്ട്-പാളി അല്ലെങ്കിൽ മൾട്ടി ലെയർ ഉപകരണ ഘടനകൾക്ക് സമാനമാണ് (ചിത്രം. 2 ബി (3)) 123, 140, 141, 142, 143. Xu et al.144 CSHN NiO@α-Fe2O3, CuO@α-Fe2O3 എന്നിവ നേടുന്നതിനുള്ള ഒരു അടിത്തട്ടിലുള്ള സമീപനം റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തു, നിയോ അല്ലെങ്കിൽ CuO NP-കളുടെ ഒരു പാളി α-Fe2O3 നാനോറോഡുകളിൽ നിക്ഷേപിച്ച്, അതിൽ ചാലക ചാനൽ കേന്ദ്രഭാഗം പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു.(നാനോറോഡുകൾ α-Fe2O3).ലിയു തുടങ്ങിയവർ.സിലിക്കൺ നാനോവയറുകളുടെ തയ്യാറാക്കിയ നിരകളിൽ TiO2 നിക്ഷേപിച്ച് CSHN TiO2 @ Si യുടെ പ്രധാന ഭാഗത്തേക്ക് ചാലക ചാനലിനെ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നതിലും 142 വിജയിച്ചു.അതിനാൽ, അതിന്റെ സെൻസിംഗ് സ്വഭാവം (p-type അല്ലെങ്കിൽ n-type) സിലിക്കൺ നാനോവയറിന്റെ അർദ്ധചാലക തരത്തെ മാത്രം ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.
എന്നിരുന്നാലും, റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ട മിക്ക CSHN-അധിഷ്‌ഠിത സെൻസറുകളും (ചിത്രം. 2b(4)) സിന്തസൈസ് ചെയ്‌ത CS മെറ്റീരിയലിന്റെ പൊടികൾ ചിപ്പുകളിലേക്ക് മാറ്റി നിർമ്മിച്ചതാണ്.ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, സെൻസറിന്റെ ചാലക പാതയെ ഭവന കനം (എച്ച്എസ്) ബാധിക്കുന്നു.കിമ്മിന്റെ ഗ്രൂപ്പ് ഗ്യാസ് ഡിറ്റക്ഷൻ പ്രകടനത്തിൽ hs ന്റെ സ്വാധീനം അന്വേഷിക്കുകയും സാധ്യമായ കണ്ടെത്തൽ സംവിധാനം 100,112,145,146,147,148 നിർദ്ദേശിക്കുകയും ചെയ്തു. ഈ ഘടനയുടെ സെൻസിംഗ് മെക്കാനിസത്തിന് രണ്ട് ഘടകങ്ങൾ കാരണമാകുമെന്ന് വിശ്വസിക്കപ്പെടുന്നു: (1) ഷെല്ലിന്റെ EDL ന്റെ റേഡിയൽ മോഡുലേഷൻ, (2) ഇലക്ട്രിക് ഫീൽഡ് സ്മിയറിങ് ഇഫക്റ്റ് (ചിത്രം 8) 145. ചാലക ചാനൽ എന്ന് ഗവേഷകർ സൂചിപ്പിച്ചു. ഷെൽ ലെയറിന്റെ hs > λD 145 ആകുമ്പോൾ കാരിയറുകൾ കൂടുതലും ഷെൽ പാളിയിൽ ഒതുങ്ങുന്നു. ഈ ഘടനയുടെ സെൻസിംഗ് മെക്കാനിസത്തിന് രണ്ട് ഘടകങ്ങൾ കാരണമാകുമെന്ന് വിശ്വസിക്കപ്പെടുന്നു: (1) ഷെല്ലിന്റെ EDL ന്റെ റേഡിയൽ മോഡുലേഷൻ, (2) ഇലക്ട്രിക് ഫീൽഡ് സ്മിയറിങ് ഇഫക്റ്റ് (ചിത്രം 8) 145. ചാലക ചാനൽ എന്ന് ഗവേഷകർ സൂചിപ്പിച്ചു. ഷെൽ ലെയറിന്റെ hs > λD 145 ആകുമ്പോൾ കാരിയറുകൾ കൂടുതലും ഷെൽ പാളിയിൽ ഒതുങ്ങുന്നു. Считается, что в механизме восприятия этой структуры участвуют два фактора: (1) радиальная модуляция ДЭС оболочки и (2) эффект размытия электрического поля (рис. 8) 145. Исследователи отметили, что канал проводимости носителей в основном приурочено к оболочке, когда hs > λD оболочки145. ഈ ഘടനയുടെ ധാരണയുടെ മെക്കാനിസത്തിൽ രണ്ട് ഘടകങ്ങൾ ഉൾപ്പെട്ടിട്ടുണ്ടെന്ന് വിശ്വസിക്കപ്പെടുന്നു: (1) ഷെല്ലിന്റെ EDL-ന്റെ റേഡിയൽ മോഡുലേഷൻ, (2) വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തെ മങ്ങിക്കുന്നതിന്റെ പ്രഭാവം (ചിത്രം 8) 145. ഗവേഷകർ അഭിപ്രായപ്പെട്ടു. hs > λD ഷെല്ലുകൾ145 ആകുമ്പോൾ കാരിയർ കണ്ടക്ഷൻ ചാനൽ പ്രധാനമായും ഷെല്ലിൽ ഒതുങ്ങുന്നു.ഈ ഘടനയുടെ ഡിറ്റക്ഷൻ മെക്കാനിസത്തിന് രണ്ട് ഘടകങ്ങൾ കാരണമാകുമെന്ന് വിശ്വസിക്കപ്പെടുന്നു: (1) ഷെല്ലിന്റെ DEL ന്റെ റേഡിയൽ മോഡുലേഷൻ, (2) ഇലക്ട്രിക് ഫീൽഡ് സ്മിയറിംഗിന്റെ പ്രഭാവം (ചിത്രം 8) 145.研究人员提到传导通道当壳层的hs > λD145 时，载流子的数量主要局限于壳局 > λD145 时，载流子的数量主要局限于壳层。 Исследователи отметили, что കനാൽ പ്രൊവോഡിമോസ്തി കൊഗ്ഡ hs > λD145 ഒബൊലൊഛ്കി, കൊളിചെസ്ത്വൊ നൊസിതെലെസ്. ഷെല്ലിന്റെ ചാലക ചാനൽ hs > λD145 ആകുമ്പോൾ, വാഹകരുടെ എണ്ണം പ്രധാനമായും ഷെല്ലിൽ പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നുവെന്ന് ഗവേഷകർ അഭിപ്രായപ്പെട്ടു.അതിനാൽ, CSHN അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സെൻസറിന്റെ റെസിസ്റ്റീവ് മോഡുലേഷനിൽ, ക്ലാഡിംഗ് DEL ന്റെ റേഡിയൽ മോഡുലേഷൻ നിലനിൽക്കുന്നു (ചിത്രം 8a).എന്നിരുന്നാലും, ഷെല്ലിന്റെ hs ≤ λD-ൽ, ഷെല്ലിൽ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ഓക്സിജൻ കണികകളും CS ഹെറ്ററോജംഗ്ഷനിൽ രൂപം കൊള്ളുന്ന ഹെറ്ററോജംഗ്ഷനും ഇലക്ട്രോണുകൾ പൂർണ്ണമായും ഇല്ലാതാകുന്നു. അതിനാൽ, ചാലക ചാനൽ ഷെൽ ലെയറിനുള്ളിൽ മാത്രമല്ല, ഭാഗികമായി കോർ ഭാഗത്തിലും സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു, പ്രത്യേകിച്ചും ഷെൽ ലെയറിന്റെ hs < λD ആയിരിക്കുമ്പോൾ. അതിനാൽ, ചാലക ചാനൽ ഷെൽ ലെയറിനുള്ളിൽ മാത്രമല്ല, ഭാഗികമായി കോർ ഭാഗത്തിലും സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു, പ്രത്യേകിച്ചും ഷെൽ ലെയറിന്റെ hs < λD ആയിരിക്കുമ്പോൾ. Поэтому канал проводимости располагается не только внутри оболочечного слоя, но и частично в сердцевинной части, особенно при hs < λD оболочечного слоя. അതിനാൽ, ചാലക ചാനൽ ഷെൽ ലെയറിനുള്ളിൽ മാത്രമല്ല, ഭാഗികമായി കോർ ഭാഗത്തിലും സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് ഷെൽ ലെയറിന്റെ hs < λD.കൂടാതെ, hs < λD 时. പൊഎതൊമു കനാൽ പ്രൊവൊദ്യ്മൊസ്ത്യ് രസ്പൊലഗതെസ് അല്ല തൊല്കൊ വ്നുത്രി ഒബൊലൊഛ്കി, അല്ല ആൻഡ് ശസ്തിചോവിലെ അതിനാൽ, ചാലക ചാനൽ ഷെല്ലിനുള്ളിൽ മാത്രമല്ല, ഭാഗികമായി കാമ്പിലും സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് ഷെല്ലിന്റെ hs < λD.ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, പൂർണ്ണമായി ക്ഷയിച്ച ഇലക്ട്രോൺ ഷെല്ലും ഭാഗികമായി ക്ഷയിച്ച കോർ പാളിയും മുഴുവൻ CSHN-ന്റെ പ്രതിരോധം മോഡുലേറ്റ് ചെയ്യാൻ സഹായിക്കുന്നു, ഇത് ഒരു വൈദ്യുത ഫീൽഡ് ടെയിൽ ഇഫക്റ്റിലേക്ക് നയിക്കുന്നു (ചിത്രം 8 ബി).മറ്റ് ചില പഠനങ്ങൾ hs ഇഫക്റ്റ്100,148 വിശകലനം ചെയ്യാൻ ഒരു ഇലക്ട്രിക് ഫീൽഡ് ടെയിലിനു പകരം EDL വോളിയം ഫ്രാക്ഷൻ ആശയം ഉപയോഗിച്ചു.ഈ രണ്ട് സംഭാവനകളും കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ, ചിത്രം 8c-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, hs ഉറ λD-യുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ CSHN പ്രതിരോധത്തിന്റെ മൊത്തത്തിലുള്ള മോഡുലേഷൻ അതിന്റെ ഏറ്റവും വലിയ മൂല്യത്തിൽ എത്തുന്നു.അതിനാൽ, CSHN-നുള്ള ഒപ്റ്റിമൽ hs, 99,144,145,146,149 പരീക്ഷണ നിരീക്ഷണങ്ങളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന ഷെൽ λD യുടെ അടുത്തായിരിക്കാം.CSHN അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള pn-heterojunction സെൻസറുകളുടെ സംവേദനക്ഷമതയെയും hs ബാധിക്കുമെന്ന് നിരവധി പഠനങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്40,148.ലീ തുടങ്ങിയവർ.148, ബായി തുടങ്ങിയവർ.40 ക്ലാഡിംഗ് ALD സൈക്കിൾ മാറ്റുന്നതിലൂടെ TiO2@CuO, ZnO@NiO എന്നിവ പോലുള്ള pn-heterojunction CSHN സെൻസറുകളുടെ പ്രകടനത്തിൽ hs-ന്റെ സ്വാധീനം വ്യവസ്ഥാപിതമായി അന്വേഷിച്ചു.തൽഫലമായി, hs40,148 വർദ്ധിക്കുന്നതോടെ സെൻസറി സ്വഭാവം p-ടൈപ്പിൽ നിന്ന് n-ടൈപ്പിലേക്ക് മാറി.ഈ സ്വഭാവത്തിന് കാരണം ആദ്യം (പരിമിതമായ എണ്ണം ALD സൈക്കിളുകളുള്ള) ഹെറ്ററോസ്‌ട്രക്‌ചറുകളെ പരിഷ്‌ക്കരിച്ച ഹെറ്ററോനോനോസ്‌ട്രക്‌ചറുകളായി കണക്കാക്കാം.അങ്ങനെ, ചാലക ചാനൽ കോർ ലെയർ (p-ടൈപ്പ് MOSFET) വഴി പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ സെൻസർ p-തരം കണ്ടെത്തൽ സ്വഭാവം പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നു.ALD സൈക്കിളുകളുടെ എണ്ണം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച്, ക്ലാഡിംഗ് ലെയർ (n-type MOSFET) അർദ്ധ-തുടർച്ചയായി മാറുകയും ഒരു ചാലക ചാനലായി പ്രവർത്തിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് n-ടൈപ്പ് സെൻസിറ്റിവിറ്റിക്ക് കാരണമാകുന്നു.pn ബ്രാഞ്ച്ഡ് ഹെറ്ററോനോനോസ്‌ട്രക്ചറുകൾ 150,151 ന് സമാനമായ സെൻസറി ട്രാൻസിഷൻ സ്വഭാവം റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്.Zhou et al.150, Mn3O4 നാനോ വയറുകളുടെ ഉപരിതലത്തിലുള്ള Zn2SnO4 ഉള്ളടക്കം നിയന്ത്രിച്ചുകൊണ്ട് Zn2SnO4@Mn3O4 ശാഖിതമായ ഹെറ്ററോനോനോസ്‌ട്രക്ചറുകളുടെ സംവേദനക്ഷമതയെക്കുറിച്ച് അന്വേഷിച്ചു.Mn3O4 ഉപരിതലത്തിൽ Zn2SnO4 അണുകേന്ദ്രങ്ങൾ രൂപപ്പെട്ടപ്പോൾ, ഒരു p-ടൈപ്പ് സെൻസിറ്റിവിറ്റി നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടു.Zn2SnO4 ഉള്ളടക്കത്തിൽ കൂടുതൽ വർദ്ധനവോടെ, ശാഖിതമായ Zn2SnO4@Mn3O4 ഹെറ്ററോനോനോസ്‌ട്രക്‌ചറുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സെൻസർ n-ടൈപ്പ് സെൻസർ സ്വഭാവത്തിലേക്ക് മാറുന്നു.
സിഎസ് നാനോവയറുകളുടെ രണ്ട്-ഫങ്ഷണൽ സെൻസർ മെക്കാനിസത്തിന്റെ ആശയപരമായ വിവരണം കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.ഇലക്ട്രോൺ-ഡീപ്ലീറ്റഡ് ഷെല്ലുകളുടെ റേഡിയൽ മോഡുലേഷൻ മൂലമുള്ള ഒരു റെസിസ്റ്റൻസ് മോഡുലേഷൻ, b റെസിസ്റ്റൻസ് മോഡുലേഷനിൽ സ്മിയറിംഗിന്റെ നെഗറ്റീവ് ഇഫക്റ്റ്, c രണ്ട് ഇഫക്റ്റുകളുടെയും സംയോജനം കാരണം CS നാനോവയറുകളുടെ ടോട്ടൽ റെസിസ്റ്റൻസ് മോഡുലേഷൻ 40
ഉപസംഹാരമായി, ടൈപ്പ് II സെൻസറുകളിൽ വ്യത്യസ്ത ശ്രേണിയിലുള്ള നാനോസ്ട്രക്ചറുകൾ ഉൾപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ സെൻസർ പ്രകടനം ചാലക ചാനലുകളുടെ ക്രമീകരണത്തെ വളരെയധികം ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.അതിനാൽ, സെൻസറിന്റെ ചാലക ചാനലിന്റെ സ്ഥാനം നിയന്ത്രിക്കുന്നതും ടൈപ്പ് II സെൻസറുകളുടെ വിപുലീകൃത സെൻസിംഗ് മെക്കാനിസം പഠിക്കാൻ അനുയോജ്യമായ ഒരു ഹെറ്ററോനോനോസ്‌ട്രക്ചർഡ് എംഒഎസ് മോഡൽ ഉപയോഗിക്കുന്നതും നിർണായകമാണ്.
ടൈപ്പ് III സെൻസർ ഘടനകൾ വളരെ സാധാരണമല്ല, യഥാക്രമം രണ്ട് ഇലക്ട്രോഡുകളുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന രണ്ട് അർദ്ധചാലകങ്ങൾക്കിടയിൽ രൂപംകൊണ്ട ഒരു ഹെറ്ററോജംഗ്ഷൻ അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് ചാലക ചാനൽ.തനതായ ഉപകരണ ഘടനകൾ സാധാരണയായി മൈക്രോമാച്ചിംഗ് ടെക്നിക്കുകളിലൂടെയാണ് ലഭിക്കുന്നത്, അവയുടെ സെൻസിംഗ് മെക്കാനിസങ്ങൾ മുമ്പത്തെ രണ്ട് സെൻസർ ഘടനകളിൽ നിന്ന് വളരെ വ്യത്യസ്തമാണ്.ടൈപ്പ് III സെൻസറിന്റെ IV കർവ് സാധാരണയായി ഹെറ്ററോജംഗ്ഷൻ രൂപീകരണം കാരണം സാധാരണ തിരുത്തൽ സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ കാണിക്കുന്നു48,152,153.152,154,155 ഹെറ്ററോജംഗ്ഷൻ ബാരിയറിന്റെ ഉയരത്തിന് മുകളിലുള്ള ഇലക്‌ട്രോൺ ഉദ്വമനത്തിന്റെ തെർമിയോണിക് മെക്കാനിസം വഴി ഒരു ഐഡിയൽ ഹെറ്ററോജംഗ്ഷന്റെ I-V സ്വഭാവസവിശേഷത വക്രം വിവരിക്കാം.
ഇവിടെ Va ബയസ് വോൾട്ടേജ്, A എന്നത് ഉപകരണ വിസ്തീർണ്ണം, k എന്നത് ബോൾട്ട്‌സ്മാൻ സ്ഥിരാങ്കം, T എന്നത് കേവല താപനില, q എന്നത് കാരിയർ ചാർജ്, Jn, Jp എന്നിവ യഥാക്രമം ദ്വാരവും ഇലക്ട്രോൺ ഡിഫ്യൂഷൻ കറന്റ് സാന്ദ്രതയുമാണ്.IS റിവേഴ്സ് സാച്ചുറേഷൻ കറന്റിനെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നത്: 152,154,155
അതിനാൽ, pn ഹെറ്ററോജംഗ്ഷന്റെ മൊത്തം വൈദ്യുതധാര ചാർജ് കാരിയറുകളുടെ സാന്ദ്രതയിലെ മാറ്റത്തെയും ഹെറ്ററോജംഗ്ഷന്റെ തടസ്സത്തിന്റെ ഉയരത്തിലെ മാറ്റത്തെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, ഇത് സമവാക്യങ്ങളിൽ (3) (4) 156 എന്നിവയിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.
ഇവിടെ nn0, pp0 എന്നിവ ഒരു n-ടൈപ്പ് (p-type) MOS-ലെ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ (ദ്വാരങ്ങൾ) സാന്ദ്രതയാണ്, \(V_{bi}^0\) അന്തർനിർമ്മിത പൊട്ടൻഷ്യൽ ആണ്, Dp (Dn) എന്നത് ഇതിന്റെ വ്യാപന ഗുണകമാണ്. ഇലക്ട്രോണുകൾ (ദ്വാരങ്ങൾ), Ln (Lp ) എന്നത് ഇലക്ട്രോണുകളുടെ (ദ്വാരങ്ങൾ) വ്യാപിക്കുന്ന ദൈർഘ്യമാണ്, ΔEv (ΔEc) എന്നത് ഹെറ്ററോജംഗ്ഷനിലെ വാലൻസ് ബാൻഡിന്റെ (ചാലക ബാൻഡ്) ഊർജ്ജ ഷിഫ്റ്റാണ്.നിലവിലെ സാന്ദ്രത കാരിയർ സാന്ദ്രതയ്ക്ക് ആനുപാതികമാണെങ്കിലും, അത് \(V_{bi}^0\) ന് വിപരീത അനുപാതത്തിലാണ്.അതിനാൽ, നിലവിലെ സാന്ദ്രതയിലെ മൊത്തത്തിലുള്ള മാറ്റം ഹെറ്ററോജംഗ്ഷൻ തടസ്സത്തിന്റെ ഉയരത്തിന്റെ മോഡുലേഷനെ ശക്തമായി ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.
മുകളിൽ സൂചിപ്പിച്ചതുപോലെ, ഹെറ്ററോ-നാനോ സ്ട്രക്ചർ ചെയ്ത MOSFET-കൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നത് (ഉദാഹരണത്തിന്, ടൈപ്പ് I, ടൈപ്പ് II ഉപകരണങ്ങൾ) വ്യക്തിഗത ഘടകങ്ങളേക്കാൾ സെൻസറിന്റെ പ്രകടനം ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെടുത്തും.ടൈപ്പ് III ഉപകരണങ്ങൾക്ക്, മെറ്റീരിയലിന്റെ രാസഘടനയെ ആശ്രയിച്ച്, ഹെറ്ററോനോനോസ്‌ട്രക്ചർ പ്രതികരണം രണ്ട് ഘടകങ്ങളേക്കാൾ 48,153 അല്ലെങ്കിൽ ഒരു ഘടകത്തേക്കാൾ ഉയർന്നതായിരിക്കും76.ഘടകങ്ങളിലൊന്ന് ടാർഗെറ്റ് ഗ്യാസ്48,75,76,153-നോട് സംവേദനക്ഷമമല്ലെങ്കിൽ, ഹെറ്ററോനോനോസ്‌ട്രക്ചറുകളുടെ പ്രതികരണം ഒരൊറ്റ ഘടകത്തേക്കാൾ വളരെ കൂടുതലാണെന്ന് നിരവധി റിപ്പോർട്ടുകൾ കാണിക്കുന്നു.ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, ടാർഗെറ്റ് ഗ്യാസ് സെൻസിറ്റീവ് ലെയറുമായി മാത്രം ഇടപഴകുകയും സെൻസിറ്റീവ് ലെയറിന്റെ ഷിഫ്റ്റ് എഫിനും ഹെറ്ററോജംഗ്ഷൻ തടസ്സത്തിന്റെ ഉയരത്തിൽ മാറ്റം വരുത്തുകയും ചെയ്യും.അപ്പോൾ ഉപകരണത്തിന്റെ മൊത്തം കറന്റ് ഗണ്യമായി മാറും, കാരണം ഇത് സമവാക്യം അനുസരിച്ച് ഹെറ്ററോജംഗ്ഷൻ തടസ്സത്തിന്റെ ഉയരവുമായി വിപരീതമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.(3) കൂടാതെ (4) 48,76,153.എന്നിരുന്നാലും, എൻ-ടൈപ്പ്, പി-ടൈപ്പ് ഘടകങ്ങൾ ടാർഗെറ്റ് ഗ്യാസിനോട് സെൻസിറ്റീവ് ആയിരിക്കുമ്പോൾ, ഡിറ്റക്ഷൻ പെർഫോമൻസ് അതിനിടയിൽ എവിടെയോ ആകാം.José et al.76 സ്പട്ടറിംഗ് വഴി ഒരു പോറസ് NiO/SnO2 ഫിലിം NO2 സെൻസർ നിർമ്മിക്കുകയും സെൻസർ സെൻസിറ്റിവിറ്റി NiO അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സെൻസറിനേക്കാൾ കൂടുതലാണെന്നും എന്നാൽ SnO2 അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സെൻസറിനേക്കാൾ കുറവാണെന്നും കണ്ടെത്തി.സെൻസർ.SnO2 ഉം NiO ഉം NO276 ന് വിപരീതമായ പ്രതികരണങ്ങൾ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നതാണ് ഈ പ്രതിഭാസത്തിന് കാരണം.കൂടാതെ, രണ്ട് ഘടകങ്ങൾക്കും വ്യത്യസ്ത വാതക സംവേദനക്ഷമതയുള്ളതിനാൽ, ഓക്സിഡൈസിംഗ് കണ്ടെത്തുന്നതിനും വാതകങ്ങൾ കുറയ്ക്കുന്നതിനും ഒരേ പ്രവണത ഉണ്ടായിരിക്കാം.ഉദാഹരണത്തിന്, Kwon et al.ചിത്രം 9a-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ചരിഞ്ഞ സ്‌പട്ടറിംഗ് വഴി 157 ഒരു NiO/SnO2 pn-heterojunction ഗ്യാസ് സെൻസർ നിർദ്ദേശിച്ചു.രസകരമായ കാര്യം, NiO/SnO2 pn-heterojunction സെൻസർ H2, NO2 എന്നിവയ്‌ക്കുള്ള അതേ സെൻസിറ്റിവിറ്റി ട്രെൻഡ് കാണിച്ചു (ചിത്രം 9a).ഈ ഫലം പരിഹരിക്കാൻ, ക്വോൺ et al.157 വ്യവസ്ഥാപിതമായി NO2 ഉം H2 ഉം എങ്ങനെ കാരിയർ കോൺസൺട്രേഷനുകൾ മാറ്റുന്നുവെന്നും IV-പ്രത്യേകതകളും കമ്പ്യൂട്ടർ അനുകരണങ്ങളും (ചിത്രം 9bd) ഉപയോഗിച്ച് രണ്ട് മെറ്റീരിയലുകളുടെയും \(V_{bi}^0\) ട്യൂൺ ചെയ്യുകയും ചെയ്തു.യഥാക്രമം p-NiO (pp0), n-SnO2 (nn0) എന്നിവയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി സെൻസറുകളുടെ കാരിയർ സാന്ദ്രത മാറ്റാനുള്ള H2, NO2 എന്നിവയുടെ കഴിവ് 9b, c എന്നിവ തെളിയിക്കുന്നു.NO2 പരിതസ്ഥിതിയിൽ p-type NiO യുടെ pp0 ചെറുതായി മാറിയതായി അവർ കാണിച്ചു, അതേസമയം H2 പരിതസ്ഥിതിയിൽ അത് നാടകീയമായി മാറി (ചിത്രം 9b).എന്നിരുന്നാലും, n-type SnO2 ന്, nn0 വിപരീതമായ രീതിയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു (ചിത്രം 9c).ഈ ഫലങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, NiO/SnO2 pn heterojunction അടിസ്ഥാനമാക്കി സെൻസറിലേക്ക് H2 പ്രയോഗിച്ചപ്പോൾ, nn0-ന്റെ വർദ്ധനവ് Jn-ൽ വർദ്ധനവിന് കാരണമായി, കൂടാതെ \(V_{bi}^0\) ഒരു പ്രതികരണത്തിൽ കുറവ് (ചിത്രം 9d).NO2-ലേക്ക് എക്സ്പോഷർ ചെയ്തതിന് ശേഷം, SnO2-ലെ nn0-ലെ വലിയ കുറവും NiO-യിലെ pp0-ലെ ചെറിയ വർദ്ധനവും \(V_{bi}^0\)-ൽ വലിയ കുറവിന് കാരണമാകുന്നു, ഇത് സെൻസറി പ്രതികരണത്തിൽ വർദ്ധനവ് ഉറപ്പാക്കുന്നു (ചിത്രം 9d ) 157 ഉപസംഹാരമായി, കാരിയറുകളുടെയും \(V_{bi}^0\) കോൺസൺട്രേഷനിലെയും മാറ്റങ്ങൾ മൊത്തം വൈദ്യുതധാരയിലെ മാറ്റങ്ങളിലേക്ക് നയിക്കുന്നു, ഇത് കണ്ടെത്തൽ ശേഷിയെ കൂടുതൽ ബാധിക്കുന്നു.
ഗ്യാസ് സെൻസറിന്റെ സെൻസിംഗ് സംവിധാനം ടൈപ്പ് III ഉപകരണത്തിന്റെ ഘടനയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്.ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പി (SEM) ക്രോസ്-സെക്ഷണൽ ഇമേജുകൾ, p-NiO/n-SnO2 നാനോകോയിൽ ഉപകരണം, H2, NO2 എന്നിവയ്‌ക്കായി 200 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ p-NiO/n-SnO2 നാനോകോയിൽ ഹെറ്ററോജംഗ്ഷൻ സെൻസറിന്റെ സെൻസർ പ്രോപ്പർട്ടികൾ സ്‌കാൻ ചെയ്യുന്നു;b , ഒരു c-ഉപകരണത്തിന്റെ ക്രോസ്-സെക്ഷണൽ SEM, p-NiO b-ലെയറും n-SnO2 c-ലെയറും ഉള്ള ഉപകരണത്തിന്റെ സിമുലേഷൻ ഫലങ്ങൾ.b p-NiO സെൻസറും c n-SnO2 സെൻസറും വരണ്ട വായുവിലും H2, NO2 എന്നിവയുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തിയ ശേഷവും I-V സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ അളക്കുകയും പൊരുത്തപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.P-NiO-യിലെ ബി-ഹോൾ സാന്ദ്രതയുടെ ഒരു ദ്വിമാന ഭൂപടവും n-SnO2 ലെയറിലെ c-ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ഒരു മാപ്പും ഒരു കളർ സ്കെയിൽ ഉപയോഗിച്ച് Sentaurus TCAD സോഫ്റ്റ്‌വെയർ ഉപയോഗിച്ച് മാതൃകയാക്കി.d വരണ്ട വായുവിൽ p-NiO/n-SnO2, പരിസ്ഥിതിയിൽ H2, NO2157 എന്നിവയുടെ 3D മാപ്പ് കാണിക്കുന്ന സിമുലേഷൻ ഫലങ്ങൾ.
മെറ്റീരിയലിന്റെ തന്നെ രാസ ഗുണങ്ങൾക്ക് പുറമേ, ടൈപ്പ് III ഉപകരണത്തിന്റെ ഘടന സ്വയം-പവർ ഗ്യാസ് സെൻസറുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനുള്ള സാധ്യത പ്രകടമാക്കുന്നു, ഇത് ടൈപ്പ് I, ടൈപ്പ് II ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് സാധ്യമല്ല.അവയുടെ അന്തർലീനമായ വൈദ്യുത മണ്ഡലം (BEF) കാരണം, pn ഹെറ്ററോജംഗ്ഷൻ ഡയോഡ് ഘടനകൾ സാധാരണയായി ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്‌ക്ക് ഉപകരണങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനും പ്രകാശത്തിന് കീഴിൽ ഊഷ്മാവിൽ സ്വയം-ഊർജ്ജമുള്ള ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് ഗ്യാസ് സെൻസറുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള സാധ്യത കാണിക്കുന്നതിനും ഉപയോഗിക്കുന്നു74,158,159,160,161.മെറ്റീരിയലുകളുടെ ഫെർമി ലെവലിലെ വ്യത്യാസം മൂലമുണ്ടാകുന്ന ഹെറ്ററോ ഇന്റർഫേസിലെ BEF ഇലക്ട്രോൺ-ഹോൾ ജോഡികളെ വേർതിരിക്കുന്നതിനും കാരണമാകുന്നു.ഒരു സ്വയം-ഊർജ്ജിത ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് ഗ്യാസ് സെൻസറിന്റെ പ്രയോജനം അതിന്റെ കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജ ഉപഭോഗമാണ്, കാരണം അതിന് പ്രകാശിക്കുന്ന പ്രകാശത്തിന്റെ ഊർജ്ജം ആഗിരണം ചെയ്യാനും തുടർന്ന് ഒരു ബാഹ്യ ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സിൻറെ ആവശ്യമില്ലാതെ തന്നെ അല്ലെങ്കിൽ മറ്റ് മിനിയേച്ചർ ഉപകരണങ്ങളെ നിയന്ത്രിക്കാനും കഴിയും.ഉദാഹരണത്തിന്, SnO2 അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള പോളിക്രിസ്റ്റലിൻ CO2 സെൻസറുകൾ സജീവമാക്കുന്നതിന് Tanuma, Sugiyama162 എന്നിവ സോളാർ സെല്ലുകളായി NiO/ZnO pn heterojunctions നിർമ്മിച്ചിട്ടുണ്ട്.ഗാഡ് തുടങ്ങിയവർ.ചിത്രം 10a-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, Si/ZnO@CdS pn ഹെറ്ററോജംഗ്ഷൻ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഒരു സ്വയം-ഊർജ്ജിത ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് ഗ്യാസ് സെൻസർ 74 റിപ്പോർട്ട് ചെയ്തു.ലംബമായി ഓറിയന്റഡ് ZnO നാനോവയറുകൾ പി-ടൈപ്പ് സിലിക്കൺ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളിൽ നേരിട്ട് വളർത്തി Si/ZnO pn ഹെറ്ററോജംഗ്ഷനുകൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു.തുടർന്ന് സിഡിഎസ് നാനോപാർട്ടിക്കിളുകൾ ZnO നാനോവയറുകളുടെ ഉപരിതലത്തിൽ രാസ ഉപരിതല പരിഷ്കരണം വഴി പരിഷ്കരിച്ചു.അത്തിപ്പഴത്തിൽ.O2, എത്തനോൾ എന്നിവയ്‌ക്കായുള്ള ഓഫ്-ലൈൻ Si/ZnO@CdS സെൻസർ പ്രതികരണ ഫലങ്ങൾ 10a കാണിക്കുന്നു.പ്രകാശത്തിന് കീഴിൽ, Si/ZnO ഹെറ്ററോഇന്റർഫേസിലെ BEP സമയത്ത് ഇലക്ട്രോൺ-ഹോൾ ജോഡികൾ വേർതിരിക്കുന്നതുമൂലം ഓപ്പൺ-സർക്യൂട്ട് വോൾട്ടേജ് (Voc) കണക്റ്റുചെയ്‌ത ഡയോഡുകളുടെ എണ്ണത്തിനൊപ്പം രേഖീയമായി വർദ്ധിക്കുന്നു.വോക്കിനെ ഒരു സമവാക്യം ഉപയോഗിച്ച് പ്രതിനിധീകരിക്കാം.(5) 156,
ഇവിടെ ND, NA, Ni എന്നിവ യഥാക്രമം ദാതാക്കളുടെയും സ്വീകർത്താക്കളുടെയും അന്തർലീനമായ വാഹകരുടെയും സാന്ദ്രതയാണ്, കൂടാതെ k, T, q എന്നിവ മുമ്പത്തെ സമവാക്യത്തിലെ അതേ പാരാമീറ്ററുകളാണ്.ഓക്സിഡൈസിംഗ് വാതകങ്ങളുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തുമ്പോൾ, അവ ZnO നാനോവയറുകളിൽ നിന്ന് ഇലക്ട്രോണുകൾ വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നു, ഇത് \(N_D^{ZnO}\) ലും Voc ലും കുറയുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു.നേരെമറിച്ച്, ഗ്യാസ് റിഡക്ഷൻ വോക്കിന്റെ വർദ്ധനവിന് കാരണമായി (ചിത്രം 10 എ).CdS നാനോപാർട്ടിക്കിളുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ZnO അലങ്കരിക്കുമ്പോൾ, CdS നാനോപാർട്ടിക്കിളുകളിലെ ഫോട്ടോ എക്സൈറ്റഡ് ഇലക്ട്രോണുകൾ ZnO യുടെ ചാലക ബാൻഡിലേക്ക് കുത്തിവയ്ക്കുകയും അഡ്സോർബ്ഡ് വാതകവുമായി ഇടപഴകുകയും അതുവഴി ധാരണ കാര്യക്ഷമത 74,160 വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.Si/ZnO അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സമാനമായ സ്വയം-ഊർജ്ജിത ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്‌ക് ഗ്യാസ് സെൻസർ ഹോഫ്‌മാനും മറ്റുള്ളവരും റിപ്പോർട്ട് ചെയ്‌തു.160, 161 (ചിത്രം 10 ബി).വർക്ക് ഫംഗ്‌ഷൻ ക്രമീകരിക്കുന്നതിന്, അമിൻ-ഫങ്ഷണലൈസ്ഡ് ZnO നാനോപാർട്ടിക്കിളുകളുടെ ([3-(2-അമിനോഎതൈലാമിനോ)പ്രൊപൈൽ]ട്രിമെത്തോക്സിസിലാൻ) (അമിനോ-ഫങ്ഷണലൈസ്ഡ്-എസ്എഎം), തയോൾ ((3-മെർകാപ്‌ടോപ്രൊപൈൽ) -ഫങ്ഷണലൈസ്ഡ് എന്നിവയുടെ ഒരു വരി ഉപയോഗിച്ച് ഈ സെൻസർ തയ്യാറാക്കാം. NO2 (trimethoxysilane) (thiol-functionalized-SAM)) തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിനുള്ള ടാർഗെറ്റ് വാതകത്തിന്റെ (ചിത്രം. 10b) 74,161.
ടൈപ്പ് III ഉപകരണത്തിന്റെ ഘടനയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി സ്വയം-പവർ ചെയ്യുന്ന ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് ഗ്യാസ് സെൻസർ.Si/ZnO@CdS അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഒരു സ്വയം-ഊർജ്ജിത ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് ഗ്യാസ് സെൻസർ, സ്വയം-പവർ സെൻസിംഗ് മെക്കാനിസം, ഓക്സിഡൈസ്ഡ് (O2), സൂര്യപ്രകാശത്തിന് കീഴിലുള്ള (1000 ppm എത്തനോൾ) വാതകങ്ങളോടുള്ള സെൻസർ പ്രതികരണം;Si ZnO/ZnO സെൻസറുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള 74b സ്വയം പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഫോട്ടോവോൾട്ടേയിക് ഗ്യാസ് സെൻസറും ടെർമിനൽ അമിനുകളും തയോളുകളും ഉപയോഗിച്ച് ZnO SAM പ്രവർത്തനക്ഷമമാക്കിയതിന് ശേഷം വിവിധ വാതകങ്ങളോടുള്ള സെൻസർ പ്രതികരണങ്ങളും 161
അതിനാൽ, ടൈപ്പ് III സെൻസറുകളുടെ സെൻസിറ്റീവ് മെക്കാനിസത്തെക്കുറിച്ച് ചർച്ച ചെയ്യുമ്പോൾ, ഹെറ്ററോജംഗ്ഷൻ തടസ്സത്തിന്റെ ഉയരത്തിലെ മാറ്റവും കാരിയർ സാന്ദ്രതയെ സ്വാധീനിക്കാനുള്ള വാതകത്തിന്റെ കഴിവും നിർണ്ണയിക്കേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്.കൂടാതെ, പ്രകാശത്തിന് വാതകങ്ങളുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്ന ഫോട്ടോ ജനറേറ്റഡ് കാരിയറുകളെ സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് സ്വയം-പവർഡ് ഗ്യാസ് കണ്ടെത്തലിന് വാഗ്ദാനമാണ്.
ഈ സാഹിത്യ അവലോകനത്തിൽ ചർച്ച ചെയ്തതുപോലെ, സെൻസർ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനായി നിരവധി വ്യത്യസ്ത MOS ഹെറ്ററോനോനോസ്‌ട്രക്‌ചറുകൾ നിർമ്മിച്ചിട്ടുണ്ട്.വെബ് ഓഫ് സയൻസ് ഡാറ്റാബേസിൽ വിവിധ കീവേഡുകൾ (മെറ്റൽ ഓക്സൈഡ് സംയുക്തങ്ങൾ, കോർ-ഷീത്ത് മെറ്റൽ ഓക്സൈഡുകൾ, ലേയേർഡ് മെറ്റൽ ഓക്സൈഡുകൾ, സ്വയം-പവർഡ് ഗ്യാസ് അനലൈസറുകൾ) കൂടാതെ വ്യതിരിക്തമായ സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ (സമൃദ്ധി, സംവേദനക്ഷമത/തിരഞ്ഞെടുപ്പ്, വൈദ്യുതി ഉൽപാദന സാധ്യത, നിർമ്മാണം) എന്നിവയ്ക്കായി തിരഞ്ഞു. .രീതി ഈ മൂന്ന് ഉപകരണങ്ങളിൽ മൂന്നെണ്ണത്തിന്റെ സവിശേഷതകൾ പട്ടിക 2-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ഗ്യാസ് സെൻസറുകളുടെ മൊത്തത്തിലുള്ള ഡിസൈൻ ആശയം യാമസോ നിർദ്ദേശിച്ച മൂന്ന് പ്രധാന ഘടകങ്ങൾ വിശകലനം ചെയ്തുകൊണ്ട് ചർച്ചചെയ്യുന്നു.MOS ഹെറ്ററോസ്ട്രക്ചർ സെൻസറുകൾക്കുള്ള മെക്കാനിസങ്ങൾ ഗ്യാസ് സെൻസറുകളെ സ്വാധീനിക്കുന്ന ഘടകങ്ങളെ മനസ്സിലാക്കാൻ, വിവിധ MOS പാരാമീറ്ററുകൾ (ഉദാ, ധാന്യത്തിന്റെ വലിപ്പം, പ്രവർത്തന താപനില, വൈകല്യം, ഓക്സിജൻ ഒഴിവുള്ള സാന്ദ്രത, ഓപ്പൺ ക്രിസ്റ്റൽ പ്ലെയിനുകൾ) ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം പഠിച്ചു.സെൻസറിന്റെ സെൻസിംഗ് സ്വഭാവത്തിന് നിർണ്ണായകമായ ഉപകരണ ഘടന അവഗണിക്കപ്പെടുകയും അപൂർവ്വമായി ചർച്ച ചെയ്യപ്പെടുകയും ചെയ്തു.ഈ അവലോകനം മൂന്ന് സാധാരണ തരത്തിലുള്ള ഉപകരണ ഘടന കണ്ടെത്തുന്നതിനുള്ള അടിസ്ഥാന സംവിധാനങ്ങളെക്കുറിച്ച് ചർച്ച ചെയ്യുന്നു.
ഒരു ടൈപ്പ് I സെൻസറിലെ സെൻസിംഗ് മെറ്റീരിയലിന്റെ ഗ്രെയിൻ സൈസ് ഘടന, നിർമ്മാണ രീതി, ഹെറ്ററോജംഗ്ഷനുകളുടെ എണ്ണം എന്നിവ സെൻസറിന്റെ സംവേദനക്ഷമതയെ വളരെയധികം ബാധിക്കും.കൂടാതെ, ഘടകങ്ങളുടെ മോളാർ അനുപാതവും സെൻസറിന്റെ സ്വഭാവത്തെ ബാധിക്കുന്നു.ടൈപ്പ് II ഉപകരണ ഘടനകൾ (ഡെക്കറേറ്റീവ് ഹെറ്ററോനോനോസ്‌ട്രക്ചറുകൾ, ബൈലെയർ അല്ലെങ്കിൽ മൾട്ടി ലെയർ ഫിലിമുകൾ, എച്ച്എസ്എസ്എൻ) രണ്ടോ അതിലധികമോ ഘടകങ്ങൾ അടങ്ങുന്ന ഏറ്റവും ജനപ്രിയമായ ഉപകരണ ഘടനയാണ്, ഒരു ഘടകം മാത്രമേ ഇലക്‌ട്രോഡുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിട്ടുള്ളൂ.ഈ ഉപകരണ ഘടനയെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം, ചാലക ചാനലുകളുടെ സ്ഥാനവും അവയുടെ ആപേക്ഷിക മാറ്റങ്ങളും ധാരണയുടെ മെക്കാനിസം പഠിക്കുന്നതിൽ നിർണായകമാണ്.ടൈപ്പ് II ഉപകരണങ്ങളിൽ വ്യത്യസ്‌ത ശ്രേണിപരമായ ഹെറ്ററോനോനോസ്‌ട്രക്‌ചറുകൾ ഉൾപ്പെടുന്നതിനാൽ, നിരവധി വ്യത്യസ്ത സെൻസിംഗ് മെക്കാനിസങ്ങൾ നിർദ്ദേശിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്.ഒരു തരം III സെൻസറി ഘടനയിൽ, ചാലക ചാനൽ ആധിപത്യം പുലർത്തുന്നത് ഹെറ്ററോജംഗ്ഷനിൽ രൂപംകൊണ്ട ഒരു ഹെറ്ററോജംഗ്ഷനാണ്, കൂടാതെ പെർസെപ്ഷൻ മെക്കാനിസം തികച്ചും വ്യത്യസ്തമാണ്.അതിനാൽ, ടൈപ്പ് III സെൻസറിലേക്ക് ടാർഗെറ്റ് ഗ്യാസ് എക്സ്പോഷർ ചെയ്തതിന് ശേഷം ഹെറ്ററോജംഗ്ഷൻ തടസ്സത്തിന്റെ ഉയരത്തിലെ മാറ്റം നിർണ്ണയിക്കേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്.ഈ ഡിസൈൻ ഉപയോഗിച്ച്, വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം കുറയ്ക്കുന്നതിന് സ്വയം-ഊർജ്ജിത ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് ഗ്യാസ് സെൻസറുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയും.എന്നിരുന്നാലും, നിലവിലെ ഫാബ്രിക്കേഷൻ പ്രക്രിയ വളരെ സങ്കീർണ്ണവും സംവേദനക്ഷമത പരമ്പരാഗത MOS-അധിഷ്ഠിത കീമോ-റെസിസ്റ്റീവ് ഗ്യാസ് സെൻസറുകളേക്കാൾ വളരെ കുറവും ആയതിനാൽ, സ്വയം-പവർഡ് ഗ്യാസ് സെൻസറുകളുടെ ഗവേഷണത്തിൽ ഇപ്പോഴും വളരെയധികം പുരോഗതിയുണ്ട്.
ഹൈറാർക്കിക്കൽ ഹെറ്ററോനോനോസ്‌ട്രക്‌ചറുകളുള്ള ഗ്യാസ് എംഒഎസ് സെൻസറുകളുടെ പ്രധാന ഗുണങ്ങൾ വേഗതയും ഉയർന്ന സംവേദനക്ഷമതയുമാണ്.എന്നിരുന്നാലും, MOS ഗ്യാസ് സെൻസറുകളുടെ ചില പ്രധാന പ്രശ്നങ്ങൾ (ഉദാഹരണത്തിന്, ഉയർന്ന പ്രവർത്തന താപനില, ദീർഘകാല സ്ഥിരത, മോശം സെലക്റ്റിവിറ്റിയും പുനരുൽപാദനക്ഷമതയും, ഈർപ്പം ഇഫക്റ്റുകൾ മുതലായവ) ഇപ്പോഴും നിലനിൽക്കുന്നു, അവ പ്രായോഗിക പ്രയോഗങ്ങളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് മുമ്പ് അവ പരിഹരിക്കേണ്ടതുണ്ട്.ആധുനിക MOS ഗ്യാസ് സെൻസറുകൾ സാധാരണയായി ഉയർന്ന ഊഷ്മാവിൽ പ്രവർത്തിക്കുകയും ധാരാളം വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് സെൻസറിന്റെ ദീർഘകാല സ്ഥിരതയെ ബാധിക്കുന്നു.ഈ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നതിന് രണ്ട് പൊതു സമീപനങ്ങളുണ്ട്: (1) കുറഞ്ഞ പവർ സെൻസർ ചിപ്പുകളുടെ വികസനം;(2) താഴ്ന്ന ഊഷ്മാവിൽ അല്ലെങ്കിൽ ഊഷ്മാവിൽ പോലും പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയുന്ന പുതിയ സെൻസിറ്റീവ് വസ്തുക്കളുടെ വികസനം.സെറാമിക്സ്, സിലിക്കൺ163 എന്നിവ അടിസ്ഥാനമാക്കി മൈക്രോഹീറ്റിംഗ് പ്ലേറ്റുകൾ നിർമ്മിച്ച് സെൻസറിന്റെ വലുപ്പം കുറയ്ക്കുക എന്നതാണ് ലോ-പവർ സെൻസർ ചിപ്പുകളുടെ വികസനത്തിനുള്ള ഒരു സമീപനം.സെറാമിക് അധിഷ്ഠിത മൈക്രോ ഹീറ്റിംഗ് പ്ലേറ്റുകൾ ഒരു സെൻസറിന് ഏകദേശം 50-70 mV ഉപയോഗിക്കുന്നു, അതേസമയം ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്ത സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത മൈക്രോ ഹീറ്റിംഗ് പ്ലേറ്റുകൾക്ക് 300 °C163,164 ൽ തുടർച്ചയായി പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ ഒരു സെൻസറിന് 2 മെഗാവാട്ട് മാത്രമേ ഉപയോഗിക്കാനാകൂ.പുതിയ സെൻസിംഗ് മെറ്റീരിയലുകളുടെ വികസനം പ്രവർത്തന താപനില കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെ വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം കുറയ്ക്കുന്നതിനുള്ള ഫലപ്രദമായ മാർഗമാണ്, കൂടാതെ സെൻസർ സ്ഥിരത മെച്ചപ്പെടുത്താനും കഴിയും.സെൻസറിന്റെ സെൻസിറ്റിവിറ്റി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനായി MOS-ന്റെ വലിപ്പം കുറയുന്നത് തുടരുന്നതിനാൽ, MOS-ന്റെ താപ സ്ഥിരത ഒരു വെല്ലുവിളിയായി മാറുന്നു, ഇത് സെൻസർ സിഗ്നലിൽ ഡ്രിഫ്റ്റിലേക്ക് നയിച്ചേക്കാം165.കൂടാതെ, ഉയർന്ന ഊഷ്മാവ് ഹെറ്ററോഇന്റർഫേസിലെ വസ്തുക്കളുടെ വ്യാപനവും മിക്സഡ് ഫേസുകളുടെ രൂപീകരണവും പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് സെൻസറിന്റെ ഇലക്ട്രോണിക് ഗുണങ്ങളെ ബാധിക്കുന്നു.അനുയോജ്യമായ സെൻസിംഗ് മെറ്റീരിയലുകൾ തിരഞ്ഞെടുത്ത് MOS ഹെറ്ററോനോനോസ്ട്രക്ചറുകൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെ സെൻസറിന്റെ ഒപ്റ്റിമൽ ഓപ്പറേറ്റിംഗ് താപനില കുറയ്ക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് ഗവേഷകർ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യുന്നു.ഉയർന്ന ക്രിസ്റ്റലിൻ MOS ഹെറ്ററോനോനോസ്‌ട്രക്‌ചറുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള താഴ്ന്ന-താപനില രീതിക്കായുള്ള തിരയൽ സ്ഥിരത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള മറ്റൊരു വാഗ്ദാനമായ സമീപനമാണ്.
MOS സെൻസറുകളുടെ സെലക്‌റ്റിവിറ്റി മറ്റൊരു പ്രായോഗിക പ്രശ്‌നമാണ്, കാരണം വ്യത്യസ്ത വാതകങ്ങൾ ടാർഗെറ്റ് വാതകവുമായി സഹവർത്തിക്കുന്നു, അതേസമയം MOS സെൻസറുകൾ പലപ്പോഴും ഒന്നിലധികം വാതകങ്ങളോട് സംവേദനക്ഷമതയുള്ളതും പലപ്പോഴും ക്രോസ് സെൻസിറ്റിവിറ്റി പ്രകടിപ്പിക്കുന്നതുമാണ്.അതിനാൽ, ടാർഗെറ്റ് ഗ്യാസിലേക്കും മറ്റ് വാതകങ്ങളിലേക്കും സെൻസറിന്റെ സെലക്റ്റിവിറ്റി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നത് പ്രായോഗിക പ്രയോഗങ്ങൾക്ക് വളരെ പ്രധാനമാണ്.കഴിഞ്ഞ ഏതാനും പതിറ്റാണ്ടുകളായി, പരിശീലന വെക്റ്റർ ക്വാണ്ടൈസേഷൻ (എൽവിക്യു), പ്രിൻസിപ്പൽ കോംപോണന്റ് അനാലിസിസ് (പിസിഎ) തുടങ്ങിയ കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ അനാലിസിസ് അൽഗോരിതങ്ങളുമായി സംയോജിപ്പിച്ച് “ഇലക്‌ട്രോണിക് നോസ് (ഇ-നോസ്)” എന്ന് വിളിക്കുന്ന ഗ്യാസ് സെൻസറുകളുടെ നിരകൾ നിർമ്മിച്ച് ഈ തിരഞ്ഞെടുപ്പിനെ ഭാഗികമായി അഭിസംബോധന ചെയ്തു. മുതലായവ ഇ.ലൈംഗിക പ്രശ്നങ്ങൾ.ഭാഗിക കുറഞ്ഞ ചതുരങ്ങൾ (PLS), മുതലായവ. 31, 32, 33, 34. ഇലക്ട്രോണിക് മൂക്കുകളുടെ കഴിവ് മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് രണ്ട് പ്രധാന ഘടകങ്ങൾ (സെൻസറുകളുടെ എണ്ണം, സെൻസിംഗ് മെറ്റീരിയലിന്റെ തരവുമായി അടുത്ത ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ വിശകലനം) നിർണായകമാണ്. വാതകങ്ങളെ തിരിച്ചറിയാൻ169.എന്നിരുന്നാലും, സെൻസറുകളുടെ എണ്ണം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് സാധാരണയായി നിരവധി സങ്കീർണ്ണമായ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയകൾ ആവശ്യമാണ്, അതിനാൽ ഇലക്ട്രോണിക് നോസുകളുടെ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള ഒരു ലളിതമായ രീതി കണ്ടെത്തുന്നത് വളരെ പ്രധാനമാണ്.കൂടാതെ, മറ്റ് മെറ്റീരിയലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് MOS പരിഷ്ക്കരിക്കുന്നത് സെൻസറിന്റെ സെലക്റ്റിവിറ്റി വർദ്ധിപ്പിക്കും.ഉദാഹരണത്തിന്, NP Pd ഉപയോഗിച്ച് പരിഷ്കരിച്ച MOS-ന്റെ നല്ല കാറ്റലറ്റിക് പ്രവർത്തനം കാരണം H2-ന്റെ സെലക്ടീവ് ഡിറ്റക്ഷൻ നേടാനാകും.സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, ചില ഗവേഷകർ 171,172 സൈസ് എക്‌സ്‌ക്ലൂഷൻ വഴി സെൻസർ സെലക്‌റ്റിവിറ്റി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനായി MOS MOF ഉപരിതലം പൂശിയിട്ടുണ്ട്.ഈ സൃഷ്ടിയിൽ നിന്ന് പ്രചോദനം ഉൾക്കൊണ്ട്, മെറ്റീരിയൽ ഫങ്ഷണലൈസേഷൻ എങ്ങനെയെങ്കിലും സെലക്റ്റിവിറ്റിയുടെ പ്രശ്നം പരിഹരിച്ചേക്കാം.എന്നിരുന്നാലും, ശരിയായ മെറ്റീരിയൽ തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിൽ ഇനിയും ധാരാളം ജോലികൾ ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്.
ഒരേ വ്യവസ്ഥകളിലും രീതികളിലും നിർമ്മിക്കുന്ന സെൻസറുകളുടെ സ്വഭാവസവിശേഷതകളുടെ ആവർത്തനക്ഷമത വലിയ തോതിലുള്ള ഉൽപ്പാദനത്തിനും പ്രായോഗിക ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കുമുള്ള മറ്റൊരു പ്രധാന ആവശ്യകതയാണ്.സാധാരണഗതിയിൽ, സെൻട്രിഫ്യൂഗേഷനും ഡിപ്പിംഗ് രീതികളും ഉയർന്ന ത്രൂപുട്ട് ഗ്യാസ് സെൻസറുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള ചെലവ് കുറഞ്ഞ രീതികളാണ്.എന്നിരുന്നാലും, ഈ പ്രക്രിയകളിൽ, സെൻസിറ്റീവ് മെറ്റീരിയൽ കൂടിച്ചേരുകയും സെൻസിറ്റീവ് മെറ്റീരിയലും അടിവസ്ത്രവും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം ദുർബലമാവുകയും ചെയ്യുന്നു.സ്‌പട്ടറിംഗ്, എഎൽഡി, പൾസ്ഡ് ലേസർ ഡിപ്പോസിഷൻ (പിഎൽഡി), ഫിസിക്കൽ നീരാവി നിക്ഷേപം (പിവിഡി) എന്നിവ പോലുള്ള മറ്റ് ഫാബ്രിക്കേഷൻ രീതികൾ പാറ്റേൺ ചെയ്ത സിലിക്കൺ അല്ലെങ്കിൽ അലുമിന സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളിൽ നേരിട്ട് ബിലെയർ അല്ലെങ്കിൽ മൾട്ടി ലെയർ എംഒഎസ് ഫിലിമുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു.ഈ സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ സെൻസിറ്റീവ് മെറ്റീരിയലുകളുടെ നിർമ്മാണം ഒഴിവാക്കുകയും സെൻസർ പുനരുൽപാദനക്ഷമത ഉറപ്പാക്കുകയും പ്ലാനർ നേർത്ത-ഫിലിം സെൻസറുകളുടെ വലിയ തോതിലുള്ള ഉൽപ്പാദനത്തിന്റെ സാധ്യത തെളിയിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.എന്നിരുന്നാലും, ഈ ഫ്ലാറ്റ് ഫിലിമുകളുടെ സംവേദനക്ഷമത 3D നാനോ സ്ട്രക്ചർ ചെയ്ത മെറ്റീരിയലുകളേക്കാൾ വളരെ കുറവാണ്, കാരണം അവയുടെ ചെറിയ നിർദ്ദിഷ്ട ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണവും കുറഞ്ഞ വാതക പ്രവേശനക്ഷമതയും 41,174 ആണ്.ഘടനാപരമായ മൈക്രോഅറേകളിൽ പ്രത്യേക സ്ഥലങ്ങളിൽ MOS ഹെറ്ററോനോനോസ്‌ട്രക്‌ചറുകൾ വളർത്തുന്നതിനും സെൻസിറ്റീവ് മെറ്റീരിയലുകളുടെ വലുപ്പം, കനം, രൂപഘടന എന്നിവ കൃത്യമായി നിയന്ത്രിക്കുന്നതിനുമുള്ള പുതിയ തന്ത്രങ്ങൾ ഉയർന്ന പുനരുൽപാദനക്ഷമതയും സംവേദനക്ഷമതയുമുള്ള വേഫർ-ലെവൽ സെൻസറുകളുടെ കുറഞ്ഞ ചെലവിൽ നിർമ്മിക്കുന്നതിന് നിർണായകമാണ്.ഉദാഹരണത്തിന്, ലിയു et al.174 നിർദ്ദിഷ്ട സ്ഥലങ്ങളിൽ സിറ്റു നി(OH)2 നാനോവാളുകളിൽ വളർന്ന് ഉയർന്ന ത്രൂപുട്ട് ക്രിസ്റ്റലൈറ്റുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു സംയോജിത ടോപ്പ്-ഡൌൺ, ബോട്ടം-അപ്പ് തന്ത്രം നിർദ്ദേശിച്ചു..മൈക്രോബേർണറുകൾക്കുള്ള വേഫറുകൾ.
കൂടാതെ, പ്രായോഗിക പ്രയോഗങ്ങളിൽ സെൻസറിൽ ഈർപ്പത്തിന്റെ സ്വാധീനം പരിഗണിക്കേണ്ടതും പ്രധാനമാണ്.ജല തന്മാത്രകൾക്ക് സെൻസർ മെറ്റീരിയലുകളിലെ അഡോർപ്ഷൻ സൈറ്റുകൾക്കായി ഓക്സിജൻ തന്മാത്രകളുമായി മത്സരിക്കാനും ടാർഗെറ്റ് വാതകത്തിനായുള്ള സെൻസറിന്റെ ഉത്തരവാദിത്തത്തെ ബാധിക്കാനും കഴിയും.ഓക്‌സിജനെപ്പോലെ, ജലവും ഫിസിക്കൽ സോർപ്‌ഷനിലൂടെ ഒരു തന്മാത്രയായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു, കൂടാതെ കെമിസോർപ്‌ഷനിലൂടെ വിവിധ ഓക്‌സിഡേഷൻ സ്റ്റേഷനുകളിൽ ഹൈഡ്രോക്‌സിൽ റാഡിക്കലുകളുടെയോ ഹൈഡ്രോക്‌സൈൽ ഗ്രൂപ്പുകളുടെയോ രൂപത്തിലും നിലനിൽക്കും.കൂടാതെ, പരിസ്ഥിതിയുടെ ഉയർന്ന നിലയും വേരിയബിൾ ആർദ്രതയും കാരണം, ടാർഗെറ്റ് ഗ്യാസ് സെൻസറിന്റെ വിശ്വസനീയമായ പ്രതികരണം ഒരു വലിയ പ്രശ്നമാണ്.ഈ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നതിനായി ഗ്യാസ് പ്രീ കോൺസെൻട്രേഷൻ177, ഈർപ്പം നഷ്ടപരിഹാരം, ക്രോസ്-റിയാക്ടീവ് ലാറ്റിസ് രീതികൾ178, അതുപോലെ ഉണക്കൽ രീതികൾ179,180 എന്നിങ്ങനെ നിരവധി തന്ത്രങ്ങൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്.എന്നിരുന്നാലും, ഈ രീതികൾ ചെലവേറിയതും സങ്കീർണ്ണവും സെൻസറിന്റെ സംവേദനക്ഷമത കുറയ്ക്കുന്നതുമാണ്.ഈർപ്പത്തിന്റെ ഫലങ്ങളെ അടിച്ചമർത്താൻ വിലകുറഞ്ഞ നിരവധി തന്ത്രങ്ങൾ നിർദ്ദേശിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്.ഉദാഹരണത്തിന്, Pd നാനോപാർട്ടിക്കിളുകൾ ഉപയോഗിച്ച് SnO2 അലങ്കരിക്കുന്നത് അഡ്‌സോർബ്ഡ് ഓക്‌സിജനെ അയോണിക് കണങ്ങളാക്കി മാറ്റുന്നത് പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കും, അതേസമയം NiO, CuO എന്നിവ പോലുള്ള ജല തന്മാത്രകളോട് ഉയർന്ന അടുപ്പമുള്ള വസ്തുക്കളുമായി SnO2 പ്രവർത്തനക്ഷമമാക്കുന്നത് ജല തന്മാത്രകളെ ഈർപ്പം ആശ്രയിക്കുന്നത് തടയാനുള്ള രണ്ട് വഴികളാണ്..സെൻസറുകൾ 181, 182, 183. കൂടാതെ, ഹൈഡ്രോഫോബിക് മെറ്റീരിയലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഹൈഡ്രോഫോബിക് പ്രതലങ്ങൾ രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിലൂടെ ഈർപ്പത്തിന്റെ പ്രഭാവം കുറയ്ക്കാനും കഴിയും36,138,184,185.എന്നിരുന്നാലും, ഈർപ്പം-പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള ഗ്യാസ് സെൻസറുകളുടെ വികസനം ഇപ്പോഴും പ്രാരംഭ ഘട്ടത്തിലാണ്, ഈ പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കുന്നതിന് കൂടുതൽ വിപുലമായ തന്ത്രങ്ങൾ ആവശ്യമാണ്.
ഉപസംഹാരമായി, MOS ഹെറ്ററോനോനോസ്‌ട്രക്‌ചറുകൾ സൃഷ്‌ടിക്കുന്നതിലൂടെ കണ്ടെത്തൽ പ്രകടനത്തിലെ മെച്ചപ്പെടുത്തലുകൾ (ഉദാ, സെൻസിറ്റിവിറ്റി, സെലക്‌റ്റിവിറ്റി, കുറഞ്ഞ ഓപ്പറേഷൻ ടെമ്പറേച്ചർ) കൈവരിക്കാൻ സാധിച്ചു, കൂടാതെ വിവിധ മെച്ചപ്പെട്ട കണ്ടെത്തൽ സംവിധാനങ്ങൾ നിർദ്ദേശിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്.ഒരു പ്രത്യേക സെൻസറിന്റെ സെൻസിംഗ് മെക്കാനിസം പഠിക്കുമ്പോൾ, ഉപകരണത്തിന്റെ ജ്യാമിതീയ ഘടനയും കണക്കിലെടുക്കണം.ഗ്യാസ് സെൻസറുകളുടെ പ്രകടനം കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും ഭാവിയിൽ ശേഷിക്കുന്ന വെല്ലുവിളികളെ അഭിമുഖീകരിക്കുന്നതിനും പുതിയ സെൻസിംഗ് മെറ്റീരിയലുകളെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണവും വിപുലമായ ഫാബ്രിക്കേഷൻ തന്ത്രങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണവും ആവശ്യമാണ്.സെൻസർ സ്വഭാവസവിശേഷതകളുടെ നിയന്ത്രിത ട്യൂണിംഗിനായി, സെൻസർ മെറ്റീരിയലുകളുടെ സിന്തറ്റിക് രീതിയും ഹെറ്ററോനോനോസ്‌ട്രക്ചറുകളുടെ പ്രവർത്തനവും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം വ്യവസ്ഥാപിതമായി നിർമ്മിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്.കൂടാതെ, ആധുനിക സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഉപരിതല പ്രതികരണങ്ങളും ഹെറ്ററോ ഇന്റർഫേസുകളിലെ മാറ്റങ്ങളും പഠിക്കുന്നത് അവരുടെ ധാരണയുടെ സംവിധാനങ്ങൾ വ്യക്തമാക്കാനും ഹെറ്ററോനോനോസ്ട്രക്ചർ മെറ്റീരിയലുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സെൻസറുകൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ശുപാർശകൾ നൽകാനും സഹായിക്കും.അവസാനമായി, ആധുനിക സെൻസർ ഫാബ്രിക്കേഷൻ തന്ത്രങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനം, അവയുടെ വ്യാവസായിക ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി വേഫർ തലത്തിൽ മിനിയേച്ചർ ഗ്യാസ് സെൻസറുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ അനുവദിച്ചേക്കാം.
Genzel, NN et al.ഇൻഡോർ നൈട്രജൻ ഡൈ ഓക്സൈഡിന്റെ അളവും നഗരപ്രദേശങ്ങളിലെ ആസ്ത്മയുള്ള കുട്ടികളിലെ ശ്വാസകോശ ലക്ഷണങ്ങളും സംബന്ധിച്ച ഒരു രേഖാംശ പഠനം.അയൽപ്പക്കം.ആരോഗ്യ വീക്ഷണം.116, 1428–1432 (2008).