KAUST开发出新型气体传感器 可检测工业及汽车废气

日前,来自沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)的研究人员最新开发了一种电子气体传感器。当有毒工业和汽车废气超过安全范围时,该气体传感器就会发出警报。

  日前,来自沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)的研究人员最新开发了一种电子气体传感器。当有毒工业和汽车废气超过安全范围时,该气体传感器就会发出警报。据悉,该设备被当作空气质量传感器分布式网络的一部分,可检测二氧化氮(NO2)这一氮氧化物气体。众所周知,该气体是与空气污染相关的危险气体。

新型气体传感器可检测工业及汽车废气

相关论文截图,图自ACS SENRSORS

  据悉,这款紧凑型的气体传感器的核心是NO2传感薄膜晶体管。铟镓锌氧化物(IGZO)膜既充当装置的电子组件,又充当NO2检测层。NO2分子被吸引到位于晶体管表面的电子。因此,随着附着在IGZO膜上的NO 2分子数量的增加,更多的电子从膜的表面被消除,从而转换电子输出并提示NO 2检测通知。

  但是,与传统的设计相比,该款气体传感器的最大优势在于,气体检测器将所有必要的传感和信号处理组件,集中在一个简单的完全集成的系统中。虽然简单,但该设备的输出信号仍可根据NO2的浓度而发生相应的变化。

新型气体传感器可检测工业及汽车废气

相关论文截图,图自ACS SENRSORS

  研发人员解释称,气体检测仪的高性能、低功耗和完全集成的设计,全都来自设备核心处的NO2感应薄膜晶体管。以前的传感器使用的金属氧化物,只有在加热或连续照射光时,才会感应到NO2气体。但此次,该团队使用了一种称为铟镓锌氧化物(IGZO)的半导体。研究者称,作为一种气体传感器,基于IGZO的薄膜晶体管具有诸多好处。

  据悉,IGZO薄膜晶体管既充当设备的电子组件,又充当NO2感应层。电子接受性强的NO2分子被吸引到晶体管表面的电子上。附着在IGZO上的NO2分子越多,从其表面消耗的电子就越多,从而改变其电子输出并触发NO2检测警报。

  检测后,通过使用集成的蓝色LED发出的光来恢复IGZO层,从而重置传感器。与太阳能电池类似,光在IGZO中产生带负电的电子和带正电的空穴,该空穴将吸附的NO2中和并从表面释放出来。研究者说:“这是在室温下实现基于半导体金属氧化物的薄膜晶体管传感器的传感和复兴的研究。”

  下一步,研究团队希望通过与企业合作,将这一研究成果转化为原型机甚至是产品。同时,该团队也有兴趣探索其他材料,以检测环境中的其他有害气体。

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传感器行业分析师,主要从事传感器应用,市场分析等领域,现为传感器专家网专栏编辑。

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