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近日，昆明理工大學(xué)冶金與能源工程學(xué)院郭勝惠、分析測(cè)試研究中心夏仡團(tuán)隊(duì)與美國(guó)賓州州立大學(xué)Sridhar Komarneni教授、江南大學(xué)王靖教授團(tuán)隊(duì)合作，在半導(dǎo)體室溫氣體傳感研究方面取得重要進(jìn)展，相關(guān)成果以Enhanced Free–Radical Generation on MoS2/Pt by Light and Water Vapor Co-Activation for Selective CO Detection with High Sensitivity為題，發(fā)表在國(guó)際材料領(lǐng)域頂級(jí)期刊Advanced Materials上。昆明理工大學(xué)分析測(cè)試研究中心夏仡博士為論文第一作者兼共同通訊作者。
無色無味的一氧化碳不僅有毒而且易燃易爆，對(duì)人類安全健康構(gòu)成了巨大威脅。因此，急需有針對(duì)性的開發(fā)高性能一氧化碳傳感器。室溫半導(dǎo)體電阻型傳感器安全性高、能耗低、成本低、穩(wěn)定性好，是一氧化碳?xì)怏w傳感器的主流研發(fā)方向。前人工作發(fā)現(xiàn)，可以通過貴金屬、光照等手段改變敏感材料表面自由基形態(tài)，從而促進(jìn)催化、強(qiáng)化傳感。但是對(duì)于氣敏材料表面自由基的調(diào)控策略及其與氣敏性能的關(guān)系研究仍較少，特別是通過自由基調(diào)控改善選擇性的研究至今未見報(bào)道。
基于上述原因，郭勝惠、夏仡團(tuán)隊(duì)及合作者以MoS2/Pt為敏感材料，創(chuàng)新性的建立了利用光照和水協(xié)同調(diào)控和增強(qiáng)氣敏材料表面自由基形成的新策略，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)一氧化碳的高靈敏、高選擇性傳感。實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算證明，由于光照和水蒸氣的協(xié)同效應(yīng)可在敏感材料表面產(chǎn)生豐富的自由基，進(jìn)而有效降低敏感材料與一氧化碳的反應(yīng)能壘。因此，MoS2/Pt傳感器在高濕條件下（RH≈60%）展現(xiàn)出了高靈敏度（87.4%）、快響應(yīng)/恢復(fù)速率（20 s/17 s）、良好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性（60天）和優(yōu)異的選擇性。本研究為半導(dǎo)體基室溫氣體傳感器在極端條件的性能強(qiáng)化方面提供了有效新途徑和理論基礎(chǔ)。
昆明理工大學(xué)為該論文第一作者單位。該研究工作受到國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、云南省基礎(chǔ)研究計(jì)劃、江蘇省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202303523
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