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近日，昆明理工大學(xué)冶金與能源工程學(xué)院郭勝惠、分析測試研究中心夏仡團隊與美國賓州州立大學(xué)Sridhar Komarneni教授、江南大學(xué)王靖教授團隊合作，在半導體室溫氣體傳感研究方面取得重要進(jìn)展，相關(guān)成果以Enhanced Free–Radical Generation on MoS2/Pt by Light and Water Vapor Co-Activation for Selective CO Detection with High Sensitivity為題，發(fā)表在國際材料領(lǐng)域頂級期刊Advanced Materials上。昆明理工大學(xué)分析測試研究中心夏仡博士為論文第一作者兼共同通訊作者。
無(wú)色無(wú)味的一氧化碳不僅有毒而且易燃易爆，對人類(lèi)安全健康構成了巨大威脅。因此，急需有針對性的開(kāi)發(fā)高性能一氧化碳傳感器。室溫半導體電阻型傳感器安全性高、能耗低、成本低、穩定性好，是一氧化碳氣體傳感器的主流研發(fā)方向。前人工作發(fā)現，可以通過(guò)貴金屬、光照等手段改變敏感材料表面自由基形態(tài)，從而促進(jìn)催化、強化傳感。但是對于氣敏材料表面自由基的調控策略及其與氣敏性能的關(guān)系研究仍較少，特別是通過(guò)自由基調控改善選擇性的研究至今未見(jiàn)報道。
基于上述原因，郭勝惠、夏仡團隊及合作者以MoS2/Pt為敏感材料，創(chuàng )新性的建立了利用光照和水協(xié)同調控和增強氣敏材料表面自由基形成的新策略，進(jìn)而實(shí)現了對一氧化碳的高靈敏、高選擇性傳感。實(shí)驗和理論計算證明，由于光照和水蒸氣的協(xié)同效應可在敏感材料表面產(chǎn)生豐富的自由基，進(jìn)而有效降低敏感材料與一氧化碳的反應能壘。因此，MoS2/Pt傳感器在高濕條件下（RH≈60%）展現出了高靈敏度（87.4%）、快響應/恢復速率（20 s/17 s）、良好的長(cháng)期穩定性（60天）和優(yōu)異的選擇性。本研究為半導體基室溫氣體傳感器在極端條件的性能強化方面提供了有效新途徑和理論基礎。
昆明理工大學(xué)為該論文第一作者單位。該研究工作受到國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、云南省基礎研究計劃、江蘇省自然科學(xué)基金等項目的資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202303523
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