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Synthesizing low-dimensional structures of oxide semiconductors is a promising approach to fabricate highly efficient gas sensors by means of possible enhancement in surface-to-volume ratios of their sensing materials. In this work, vertically aligned zinc oxide (ZnO) nanorods are successfully synthesized on a transparent glass substrate via seed-mediated hydrothermal synthesis method with the use of a ZnO nanoparticle seed layer, which is formed by thermally oxidizing a sputtered Zn metal film. Structural and optical characterization by x-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and Raman spectroscopy reveals the successful preparation of the ZnO nanorods array of the single hexagonal wurtzite crystalline phase. From gas sensing measurements for the nitrogen dioxide (NO₂) gas, the vertically aligned ZnO nanorod array is observed to have a highly responsive sensitivity to NO₂ gas at relatively low concentrations and operating temperatures, especially showing a high maximum sensitivity to NO₂ at 250 ℃ and a low NO₂ detection limit of 5 ppm in dry air. These results along with a facile fabrication process demonstrate that the ZnO nanorods synthesized on a transparent glass substrate are very promising for low-cost and high-performance NO₂ gas sensors.
목차
Abstract
1. Introduction
2. Experimental Details
3. Results and Discussion
4. Conclusion
References
참고문헌 (17)
참고문헌 신청
C.A. Grimes, E.C. Dickey, M.V. Pishko (Eds.), Encyclopedia of Sensors, American Scientific Publishers, Stevenson Ranch, 2006.
T. Seiyama, A. Kato, K. Fujishi, M. Nagatani, A new detector for gaseous components using semiconductive thin films, Anal. Chem. 34 (1962) 1502-1503.
G. Eranna, B.C. Joshi, D.P. Runthala, R.P. Gupta, Oxide materials for development of integrated gas sensors: a comprehensive review, Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 29 (2004) 111-188.
M. Aslam, V.A. Chaudhary, I.S. Mulla, S.R. Sainkar, A.B. Mandale, A.A. Belhekar, K. Vijayamohanan, A highly sensitive ammonia gas sensor using surface-ruthenated zinc oxide, Sens. Actuators A 75 (1999) 162-167.
V.L. Patil, S.A. Vanalakar, P.S. Patil, J.H. Kim, Fabrication of nanostructured ZnO thin films based NO2 gas sensor via SILAR technique, Sens. Actuators B 239 (2017) 1185-1193.
T. Seiyama, A. Kato, K. Fujishi, M. Nagatani, A new detector for gaseous components using semiconductive thin films, Anal. Chem. 34 (1962) 1502-1503.
G. Eranna, B.C. Joshi, D.P. Runthala, R.P. Gupta, Oxide materials for development of integrated gas sensors: a comprehensive review, Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 29 (2004) 111-188.
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