【国际论文】α-，α/β- 和 β-Ga₂O₃ 多晶体的气体传感器性能

        由南非共和国金山大学的研究团队在学术期刊 Materials Research Bulletin 发布了一篇名为 Gas sensing performance of α-, α/β-, and β-Ga₂O₃ polymorphs（α-，α/β- 和 β-Ga₂O₃ 多晶体的气体传感器性能）的文章。

        本研究报道了使用不同晶型的氧化镓（Ga₂O₃）材料对 SO₂、NH₃  和 CO 等气体的检测性能。三种传感材料——α-Ga₂O₃、α/β-Ga₂O₃ 及 β-Ga₂O₃ 采用水热法合成，并在 550°C 至 950°C 不同温度下煅烧以获得所需晶型。研究分析了不同 Ga₂O₃ 多晶型所带来的物理化学性质变化对气体传感性能的影响。不同晶型的 Ga₂O₃ 显示出显著不同的气体响应行为，文章详细讨论了导致这种选择性检测特性的结构和表面因素。此外，首次报道了基于 α/β-Ga₂O₃ 的气体传感器的检测性能及其潜在的工作机制。

        ・α-、β- 及 α/β-Ga₂O₃ 纳米棒/纳米线结构通过水热-煅烧混合工艺制备。

        ・通过调控煅烧温度，实现了 α- 和 β-Ga₂O₃ 之间的相变控制；

        ・β-Ga₂O₃ 对一氧化碳（CO）表现出 1.18 的响应值，且最低检测限达 2.3 ppm；

        ・传感性能的相依性归因于不同晶型材料的结构特性差异。

图1.（a）采用微波辅助水热法合成 Ga₂O₃ 并于不同温度下煅烧的示意图。（b）在氧化铝衬底上制备铂电极的 Ga₂O₃ 基传感层薄膜的制备过程。（c）气体传感系统的实验装置，包括测试腔室、气体流动系统和测量组件。

图2.（a）不同温度下煅烧的 Ga₂O₃ 样品的 XRD 谱图。（b-f）α-Ga₂O₃、α/β-Ga₂O₃ 和 β-Ga₂O₃ 样品的 HRTEM 图像及 d-间距直方图。（c-i，c-ii）α/β-Ga₂O₃ 的 d-间距直方图。

DOI：

doi.org/10.1016/j.materresbull.2025.113583