【器件论文】具有快速气体感应和低检测限制的 P 型 β-Ga₂O₃ 薄膜室温 NH₃ 气体传感器

        近期，由复旦大学的研究团队在学术期刊 Journal of Materials Chemistry C 发布了一篇名为 P-type β-Ga₂O₃ films room-temperature NH₃ gas sensors with fast gas sensing and low limitation of detection（具有快速气体感应和低检测限制的 P 型 β-Ga₂O₃ 薄膜室温 NH₃ 气体传感器 ）的文章。

摘要

        氨气 (NH₃) 的气体传感在食品、化工和农业行业的环境监测中的实际应用至关重要。由于 n 型半导体中 NH₃ 气体与表面吸附氧离子物种之间的载流子交换弱，因此难以实现基于 n 型 Ga₂O₃ 材料的室温 (RT) 氨气传感器。由于表面空穴积累层的特殊气体吸附和化学吸附反应，预计 p 型 Ga₂O₃ 气体传感器将实现良好的传感性能。在本研究中，我们使用宽空穴积累层（在 300 K 时为 44.5 nm）制造了具有 RT NH₃ 气体传感的 p 型 N 掺杂 β-Ga₂O₃ 薄膜气体传感器。p 型 β-Ga₂O₃ 气体传感器对 50 ppm NH₃ 表现出 219.1% 的响应和 42.3/60 秒的短响应/恢复时间。对于 p 型 β-Ga₂O₃ 气体传感器，观察到良好的响应线性，线性因子为 0.33，检测限低至 1 ppm。良好的 RT NH₃ 传感性能源于具有良好气体吸附和化学吸附反应的宽空穴积累层。这项工作为在 p 型氧化物薄膜上制造 RT NH₃ 气体传感器开辟了视野，为 p 型 β-Ga₂O₃ 气体传感奠定了基础，并为基于 p 型氧化物的 RT 气体传感器的演变铺平了道路。

原文链接：

https://doi.org/10.1039/D4TC03313B