基于TiO2/SnO2核壳纳米棒的低功耗MEMS气体传感器，用于超高灵敏度的H2S检测

《ACS Applied Electronic Materials》：Low-Power MEMS Gas Sensor Based on TiO2/SnO2 Core–Shell Nanorods for Ultrasensitive H2S Detection

制备了TiO?/SnO?核壳纳米杆低功耗MEMS气体传感器，采用水热法结合原子层沉积（ALD）工艺，20 nm SnO?壳层使传感器在300°C时对H?S检测灵敏度达4.5–1 ppm，较纯TiO?提升3倍，并具备高线性、低检测限、稳定性及重复性，适用于便携式口腔异味实时监测。

　　

在这项研究中，我们利用TiO₂/SnO₂核壳纳米棒制备了一种低功耗的微机电系统（MEMS）气体传感器，用于检测H₂S。这些TiO₂/SnO₂核壳纳米棒是通过简单的水热法制备的，随后进行了原子层沉积（ALD）处理。与未经改性的TiO₂纳米棒相比，这种TiO₂/SnO₂核壳纳米棒在H₂S检测性能上有了显著提升，表现为更低的工作温度和更高的灵敏度。当SnO₂壳层厚度为20纳米时，传感器表现出最佳响应性能。在300°C的工作温度下，优化后的TiO₂/SnO₂-20传感器对H₂S的检测灵敏度达到了4.5–1 ppm，大约是纯TiO₂气体传感器的三倍。性能的显著提升主要归因于TiO₂/SnO₂异质结的形成，其背后的机制可以通过异质结耗尽理论和化学吸附氧模型来解释。此外，该传感器还具备优异的线性度、低检测限、出色的稳定性和重复性。这些结果证实，所提出的TiO₂/SnO₂核壳纳米棒气体传感器是一种用于实时便携式口臭检测的有前景的方法。