- 預警傳感器嗅出城市的有害氣體
- 來源：賽斯維傳感器網 發表于 2020/9/23
集成的探測器設備可以構成分布式空氣質量傳感器網絡的基礎。
如果有毒的工業廢氣和車輛廢氣超過安全水平，則電子傳感器的設計會發出警報，這會在許多城市帶來更清潔的空氣。KAUST的研究人員已經開發出一種小型，低成本的設備，可以感應二氧化氮（NO 2）。它可以部署在城市周圍潛在的熱點地區，并警告當局有害氣體含量是否開始飆升。
現有的大多數NO 2檢測器都是適合實驗室使用的大型，復雜的機器，而緊湊的新設備旨在構成空氣質量傳感器分布式網絡的一部分。“我們的傳感器對NO 2表現出非常高的靈敏度和選擇性，在室溫下運行，并且功耗非常低，”博士Mani Vijjapu說。領導研究的Khaled Salama實驗室的一名學生。
但是，與以前的設計相比，最大的優勢在于，氣體檢測器將所有必要的傳感和信號處理組件集中在一個簡單，完全集成的系統中，Vijjapu說。盡管簡單，該設備的輸出信號仍會根據NO 2濃度而變化。
氣體檢測儀的高性能，低功耗和完全集成的設計全都來自設備核心處的NO 2感應薄膜晶體管。以前的傳感器使用的金屬氧化物僅在加熱或連續照射光時才對NO 2敏感。這次，該團隊使用了一種稱為銦鎵鋅氧化物（IGZO）的半導體。Salama團隊的博士后研究員Sandeep Surya說：“作為一種氣體傳感器，基于IGZO的薄膜晶體管具有多方面的優勢。”
IGZO薄膜晶體管既充當設備的電子組件，又充當NO 2感應層。強電子接受性的NO 2分子被吸引到晶體管表面的電子上。附著在IGZO上的NO 2分子越多，從其表面消耗的電子就越??多，從而改變其電子輸出并觸發NO 2檢測警報。
在檢測事件之后，通過使用集成的藍色LED發出的光來恢復IGZO層，從而重置傳感器。與太陽能電池類似，光在IGZO中產生帶負電的電子和帶正電的空穴，該空穴將吸附的NO 2中和并從表面釋放出來。Surya說：“這是首次在室溫下實現基于半導體的基于金屬氧化物的薄膜晶體管傳感器的感測和復興的研究。”
Salama說：“下一步是通過與行業合作，將我們的研究成果轉化為原型甚至是產品。” “我們也有興趣探索其他材料以檢測環境中的其他有害氣體。”
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