微纳传感与人工智能感知山西省重点实验室发表题为“基于In2O3纳米颗粒修饰桃核状GaN复合材料的高灵敏低检测限NO2气体传感器”的研究论文

微纳传感与人工智能感知山西省重点实验室在《Sensors and Actuators B: Chemical》（SCI一区 IF 9.221）发表题为“基于In₂O₃纳米颗粒修饰桃核状GaN复合材料的高灵敏低检测限NO₂气体传感器” (Highly sensitive and low detection limit NO₂ gas sensor based on In₂O₃ nanoparticles modified peach kernel-like GaN composites) 的研究论文。对ppb级NO₂的有效检测对自然环境和人体健康具有重要意义。氮化镓（GaN）具有出色的热稳定性，高电子迁移率和高击穿电压，有利于气体传感。然而，GaN的本质缺陷是氮空位，表面氧吸附能力有限。因此，基于GaN的NO₂传感器的灵敏度通常很低，选择性差，响应和恢复时间繁琐。合理控制GaN表面负氧离子活性物质的数量是提高其气敏性能的关键。

本文采用简洁的两步法合成了一系列In₂O₃纳米粒子修饰的桃核状GaN，用于NO₂的检测。气敏结果表明，在100℃的工作温度下，10 mol% In₂O₃修饰的GaN (In: Ga)对1 ppm NO₂的响应高达1070.9，检测下限为1 ppb。此外，该传感器还具有良好的选择性、重复性和快速的响应恢复速度。粗糙多孔的微观结构、由In₂O₃带来的丰富的负氧离子以及GaN与In₂O₃之间的异质结效应是其优异传感性能的主要原因。本文所提出的传感器为可靠检测ppb级NO₂气体提供了有益的参考。

课题组王洪涛老师为本工作第一作者，桑胜波教授为通讯作者，实验数据收集处理由硕士研究生冯智霖完成。本研究得到了国家自然科学基金、山西省重点研发计划的大力支持。