Highly Sensitive Ammonia Gas Detection at Room Temperature by Integratable Silicon Nanowire Field-Effect Sensors

材料科学 纳米技术 制作 纳米线 场效应 光电子学 平版印刷术 纳米传感器 数码产品 场效应晶体管 蚀刻(微加工) 响应时间 晶体管 电气工程 图层(电子) 计算机科学 电压 病理 工程类 计算机图形学(图像) 替代医学 医学
作者
Xiaopan Song,Ruijin Hu,Shun Xu,Zongguang Liu,Junzhuan Wang,Yi Shi,Jun Xu,Kunji Chen,Linwei Yu
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:13 (12): 14377-14384 被引量:55
标识
DOI:10.1021/acsami.1c00585
摘要

Toxic gas monitoring at room temperature (RT) is of great concern to public health and safety, where ultrathin silicon nanowires (SiNWs), with diameter <80 nm, are ideal one-dimensional candidates to achieve high-performance field-effect sensing. However, a precise integration of the tiny SiNWs as active gas sensor channels has not been possible except for the use of expensive and inefficient electron beam lithography and etching. In this work, we demonstrate an integratable fabrication of field-effect sensors based on orderly SiNW arrays, produced via step-guided in-plane solid–liquid–solid growth. The back-gated SiNW sensors can be tuned into suitable subthreshold detection regime to achieve an outstanding field-effect sensitivity (75.8% @ 100 ppm NH3), low detection limit (100 ppb), and excellent selectivity to NH3 gas at RT, with fast response/recovery time scales (Tres/Trec) of 20 s (at 100 ppb NH3) and excellent repeatability and high stability over 180 days. These outstanding sensing performances can be attributed to the fast charge transfer between adsorbed NH3 molecules and the exposed SiNW channels, indicating a convenient strategy to fabricate and deploy high-performance gas detectors that are widely needed in the booming marketplace of wearable or portable electronics.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
jjjjiang发布了新的文献求助20
刚刚
4秒前
南淮发布了新的文献求助10
8秒前
万能图书馆应助何jing采纳,获得10
8秒前
牛马完成签到,获得积分10
9秒前
打打应助缓慢采柳采纳,获得10
9秒前
10秒前
wang关注了科研通微信公众号
11秒前
白菜豆腐汤完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
水瓶完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
千千发布了新的文献求助10
15秒前
灵巧的乐枫完成签到 ,获得积分10
15秒前
16秒前
16秒前
17秒前
布氏姜完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
18秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
天晴应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
19秒前
小何应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
天晴应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
小何应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
19秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
研友_VZG7GZ应助SU11采纳,获得10
20秒前
布氏姜发布了新的文献求助30
20秒前
20秒前
20秒前
20秒前
lii完成签到,获得积分10
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
适配Micro-LED色转换的高兼容性量子点负性光刻胶制备与工艺研究 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7316190
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8932159
关于积分的说明 18934534
捐赠科研通 6976016
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3213995
关于科研通互助平台的介绍 2381986
邀请新用户注册赠送积分活动 2192641