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MSU研究人员开发纳米结构气体传感器

时间:2018-05-15 点击:22 字号:

This is a hydrogen sensor scheme. Credit: Alexander Ilyin

来自莫斯科州立大学物理系的科学家及其同事发现了一种机制,可以使基于纳米晶金属氧化物的气体传感器在室温下工作。本发明将提高核电厂,潜艇和宇宙飞船的环境监测效率。这一发现发表在科学报告中。

研究人员提出了氢传感器操作的新基本原理。与大多数电阻式气体检测器不同,它不需要加热,只需要可见光。这一发现将显着降低传感器的能耗并扩大其范围。

莫斯科国立大学物理系博士生,该研究的合着者亚历山大伊林说:“这种传感器可以用于爆炸性环境中,也可以内置于移动设备中,而无需构建额外的散热器系统。

科学家们发现,基于锌和铟氧化物的复合材料可以显着提高传感器对氢气的敏感度。物理学家也提出了对设计复合材料超敏反应的解释。他们认为,传感器响应机制包括复合材料与氢相互作用时非平衡电子产生和重组过程的变化。具有特定结构的复合材料在这些过程中提供了更显着的变化。

传感器样品由纳米晶体铟和氧化锌粉末制成。用透射电子显微镜和X射线衍射的方法研究了其结构和粒径。在新设计的装置中对结构的电气和传感器特性进行了研究,其中复合物的所需温度和氢的浓度得到很好的控制。

获得的结果将允许科学家开发一种新型电阻式氢气传感器,可在无需加热的情况下在额外照明下工作。这种传感器不仅有效地监测工业工厂的环境污染,而且还可以持续监测封闭设施(潜艇,矿山,航天器)中空气中化学成分稍有变化就可能导致人员伤亡的空气。

出版物:A.S.Ilin等人,“Green light activated hydrogen sensing of nanocrystalline composite ZnO-In2O3films at room temperature,”Scientific Reports 7,Article number:12204(2017)doi:10.1038 / s41598-017-12547-5

来源:莫斯科国立大学

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