ZnO/NiO异质结表面质子传导诱导的室温选择性氢气响应
材料科学
2021-02-10 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
在本文中，我们表明通过表面化学吸附的环境水分的离子传导导致对氢气 remarkably 高的室温选择性响应。表面吸附的水分充当表面态并表现出离子传导，这是源于20±5 nm较小尺寸的ZnO纳米颗粒。当p型NiO准纳米线（宽度约50 nm）与这些n型ZnO纳米颗粒混合形成均匀的NiO/ZnO纳米块体p-n异质结构时，该响应显著增强，即对1200 ppm H2气体从10%增至190%。最大响应在约50-50%的NiO/ZnO组成下获得，尽管其仍表现为n型特征。载流子主导类型从n到p的反转发生在ZnO中相当高的约60-80% NiO含量处，表明ZnO对响应的主导贡献。通过化学吸附水分（表面态）的平行表面离子电流已被确定为室温高灵敏度的主要因素。因此，NiO-ZnO界面处的异质结势垒与吸附水分引起的表面离子电导率协同作用，导致在室温下对氢气的大且选择性响应。
引用
@article{arxiv.2102.04853,
title = {Protonic Conduction Induced Selective Room Temperature Hydrogen Response in ZnO/NiO Heterojunction Surfaces},
author = {Kusuma Urs MB and Vinayak B Kamble},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.04853},
year = {2021}
}