最新录用 | 能够快速回复的实用级半导体碳纳米管薄膜气敏传感器

纳米材料具有高的表面体积比，被认为是构建高灵敏度、小型化气体传感器的理想材料。但由于基于纳米材料的电阻式气体传感器在实际应用中的室温工作条件下，恢复时间长且难以达到吸附平衡态，阻碍了基于纳米材料的电阻式气体传感器在实际中的应用。北京大学张志勇团队在SCIENCE CHINA Information Science上最新录用的论文“Toward Practical Gas Sensing with Rapid Recovery Semiconducting Carbon Nanotube Film Sensors”展示了一种栅极辅助技术，用以实现基于半导体碳纳米管（CNT）薄膜的气体传感器的快速恢复及响应平衡态的构建，推动基于CNT的气体传感器的实际应用。具体来说，作者基于溶液提纯法构建了基于半导体CNT薄膜的高度均一的气体传感器，并通过在背栅（衬底）上施加电压来加速气体分子的解吸附。作者将这种技术命名为栅极辅助恢复技术。结合栅极辅助恢复技术和一种改进的浓度计算方法，通过使用定制的基于印刷电路板（PCB）的数据采集电路来执行室温下空气中H2浓度的实时快速检测分析，实现了高度稳定的便携式气体检测系统，达到了在分辨率为10ppm的情况下，其响应时间为9s，恢复时间为50s的检测性能，优于以往基于低维纳米材料的便携式氢气检测系统。栅极辅助快速恢复及相关浓度计算技术有助于推动基于纳米材料的气敏传感器在高灵敏度在线气体检测中的实际应用。

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