ఇండోర్ కార్బన్ మోనాక్సైడ్ కార్బన్ డయాక్సైడ్ మీథేన్ క్లోరిన్ మరియు ఇతర బహుళ-పారామీటర్ గ్యాస్ డిటెక్టర్ అలారం పరికరం

అధిక పనితీరు, పోర్టబుల్ మరియు సూక్ష్మీకరించిన గ్యాస్ సెన్సార్ల అభివృద్ధి పర్యావరణ పర్యవేక్షణ, భద్రత, మెడికల్ డయాగ్నస్టిక్స్ మరియు వ్యవసాయ రంగాలలో పెరుగుతున్న శ్రద్ధను పొందుతోంది.వివిధ గుర్తింపు సాధనాలలో, మెటల్-ఆక్సైడ్-సెమీకండక్టర్ (MOS) కెమో-రెసిస్టివ్ గ్యాస్ సెన్సార్‌లు వాటి అధిక స్థిరత్వం, తక్కువ ధర మరియు అధిక సున్నితత్వం కారణంగా వాణిజ్య అనువర్తనాలకు అత్యంత ప్రజాదరణ పొందిన ఎంపిక.సెన్సార్ పనితీరును మరింత మెరుగుపరచడానికి అత్యంత ముఖ్యమైన విధానాలలో ఒకటి MOS సూక్ష్మ పదార్ధాల నుండి నానోసైజ్డ్ MOS-ఆధారిత హెటెరోజంక్షన్‌లను (హెటెరో-నానోస్ట్రక్చర్డ్ MOS) సృష్టించడం.అయినప్పటికీ, హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్డ్ MOS సెన్సార్ యొక్క సెన్సింగ్ మెకానిజం ఒకే MOS గ్యాస్ సెన్సార్‌కి భిన్నంగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే ఇది చాలా క్లిష్టంగా ఉంటుంది.సున్నితమైన పదార్థం యొక్క భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలు (ధాన్యం పరిమాణం, లోపం సాంద్రత మరియు మెటీరియల్ ఆక్సిజన్ ఖాళీలు వంటివి), ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత మరియు పరికర నిర్మాణంతో సహా వివిధ పారామితుల ద్వారా సెన్సార్ పనితీరు ప్రభావితమవుతుంది.ఈ సమీక్ష భిన్నమైన నానోస్ట్రక్చర్డ్ MOS సెన్సార్ల యొక్క సెన్సింగ్ మెకానిజంను విశ్లేషించడం ద్వారా అధిక పనితీరు గల గ్యాస్ సెన్సార్‌లను రూపొందించడానికి అనేక భావనలను అందిస్తుంది.అదనంగా, పరికరం యొక్క రేఖాగణిత నిర్మాణం యొక్క ప్రభావం, సున్నితమైన పదార్థం మరియు పని చేసే ఎలక్ట్రోడ్ మధ్య సంబంధం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.సెన్సార్ ప్రవర్తనను క్రమపద్ధతిలో అధ్యయనం చేయడానికి, ఈ వ్యాసం వివిధ హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్డ్ మెటీరియల్స్ ఆధారంగా పరికరాల యొక్క మూడు సాధారణ రేఖాగణిత నిర్మాణాల అవగాహన యొక్క సాధారణ విధానాన్ని పరిచయం చేస్తుంది మరియు చర్చిస్తుంది.ఈ అవలోకనం గ్యాస్ సెన్సార్‌ల యొక్క సున్నితమైన మెకానిజమ్‌లను అధ్యయనం చేసే మరియు అధిక పనితీరు గల గ్యాస్ సెన్సార్‌లను అభివృద్ధి చేసే భవిష్యత్ పాఠకులకు మార్గదర్శకంగా ఉపయోగపడుతుంది.
వాయు కాలుష్యం పెరుగుతున్న తీవ్రమైన సమస్య మరియు ప్రజలు మరియు జీవుల శ్రేయస్సును బెదిరించే తీవ్రమైన ప్రపంచ పర్యావరణ సమస్య.వాయు కాలుష్య కారకాలను పీల్చడం వల్ల శ్వాసకోశ వ్యాధి, ఊపిరితిత్తుల క్యాన్సర్, లుకేమియా మరియు అకాల మరణం వంటి అనేక ఆరోగ్య సమస్యలు 1,2,3,4.2012 నుండి 2016 వరకు, మిలియన్ల మంది ప్రజలు వాయు కాలుష్యం కారణంగా మరణించినట్లు నివేదించబడింది మరియు ప్రతి సంవత్సరం, బిలియన్ల మంది ప్రజలు తక్కువ గాలి నాణ్యతకు గురయ్యారు5.అందువల్ల, రియల్ టైమ్ ఫీడ్‌బ్యాక్ మరియు అధిక గుర్తింపు పనితీరు (ఉదా., సున్నితత్వం, ఎంపిక, స్థిరత్వం మరియు ప్రతిస్పందన మరియు పునరుద్ధరణ సమయాలు) అందించగల పోర్టబుల్ మరియు సూక్ష్మీకరించిన గ్యాస్ సెన్సార్‌లను అభివృద్ధి చేయడం చాలా ముఖ్యం.పర్యావరణ పర్యవేక్షణతో పాటు, భద్రత6,7,8, మెడికల్ డయాగ్నస్టిక్స్9,10, ఆక్వాకల్చర్11 మరియు ఇతర రంగాలలో గ్యాస్ సెన్సార్లు కీలక పాత్ర పోషిస్తాయి.
ఈ రోజు వరకు, ఆప్టికల్13,14,15,16,17,18, ఎలక్ట్రోకెమికల్19,20,21,22 మరియు కెమికల్ రెసిస్టివ్ సెన్సార్లు23,24 వంటి వివిధ సెన్సింగ్ మెకానిజమ్‌ల ఆధారంగా అనేక పోర్టబుల్ గ్యాస్ సెన్సార్‌లు పరిచయం చేయబడ్డాయి.వాటిలో, మెటల్-ఆక్సైడ్-సెమీకండక్టర్ (MOS) కెమికల్ రెసిస్టివ్ సెన్సార్‌లు వాటి అధిక స్థిరత్వం మరియు తక్కువ ధర 25,26 కారణంగా వాణిజ్య అనువర్తనాల్లో అత్యంత ప్రాచుర్యం పొందాయి.MOS నిరోధకతలో మార్పును గుర్తించడం ద్వారా కలుషిత ఏకాగ్రతను నిర్ణయించవచ్చు.1960ల ప్రారంభంలో, ZnO థిన్ ఫిల్మ్‌లపై ఆధారపడిన మొదటి కెమో-రెసిస్టివ్ గ్యాస్ సెన్సార్‌లు నివేదించబడ్డాయి, ఇది గ్యాస్ డిటెక్షన్ రంగంలో గొప్ప ఆసక్తిని కలిగిస్తుంది27,28.నేడు, అనేక విభిన్న MOSలు గ్యాస్ సెన్సిటివ్ మెటీరియల్‌లుగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి మరియు వాటి భౌతిక లక్షణాల ఆధారంగా వాటిని రెండు వర్గాలుగా విభజించవచ్చు: మెజారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్‌లుగా ఎలక్ట్రాన్‌లతో కూడిన n-రకం MOS మరియు రంధ్రాలు కలిగిన p-రకం MOS మెజారిటీ ఛార్జ్ క్యారియర్‌లుగా ఉన్నాయి.ఛార్జ్ క్యారియర్లు.సాధారణంగా, p-రకం MOS n-రకం MOS కంటే తక్కువ ప్రజాదరణ పొందింది ఎందుకంటే p-రకం MOS (Sp) యొక్క ప్రేరక ప్రతిస్పందన n-రకం MOS యొక్క వర్గమూలానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది (\(S_p = \sqrt { S_n}\ ) ) అదే అంచనాల వద్ద (ఉదాహరణకు, అదే పదనిర్మాణ నిర్మాణం మరియు గాలిలో బ్యాండ్‌ల వంపులో అదే మార్పు) 29,30.అయినప్పటికీ, సింగిల్-బేస్ MOS సెన్సార్‌లు ఇప్పటికీ తగినంత గుర్తింపు పరిమితి, తక్కువ సున్నితత్వం మరియు ఆచరణాత్మక అనువర్తనాల్లో ఎంపిక వంటి సమస్యలను ఎదుర్కొంటున్నాయి.సెన్సార్ల శ్రేణులను ("ఎలక్ట్రానిక్ నోజెస్" అని పిలుస్తారు) సృష్టించడం ద్వారా మరియు శిక్షణ వెక్టర్ పరిమాణీకరణ (LVQ), ప్రిన్సిపల్ కాంపోనెంట్ అనాలిసిస్ (PCA) మరియు పాక్షిక మినిస్ట్ స్క్వేర్స్ (PLS) విశ్లేషణ వంటి గణన విశ్లేషణ అల్గారిథమ్‌లను చేర్చడం ద్వారా సెలెక్టివిటీ సమస్యలను కొంతవరకు పరిష్కరించవచ్చు. 32. ఉదా. MOS40,41,42 , నోబుల్ మెటల్ నానోపార్టికల్స్ (NPలు))43,44, కార్బన్ సూక్ష్మపదార్థాలు45,46 మరియు వాహక పాలిమర్‌లు47,48) నానోస్కేల్ హెటెరోజక్షన్‌లను (అంటే హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్డ్ MOS) సృష్టించడం పై సమస్యలను పరిష్కరించడానికి ఇతర ప్రాధాన్య విధానాలు.సాంప్రదాయ మందపాటి MOS ఫిల్మ్‌లతో పోలిస్తే, అధిక నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం కలిగిన తక్కువ డైమెన్షనల్ MOS గ్యాస్ శోషణ కోసం మరింత క్రియాశీల సైట్‌లను అందిస్తుంది మరియు గ్యాస్ డిఫ్యూజన్‌ను సులభతరం చేస్తుంది.అదనంగా, MOS-ఆధారిత హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్‌ల రూపకల్పన హెటెరోఇంటర్‌ఫేస్‌లో క్యారియర్ రవాణాను మరింతగా ట్యూన్ చేయగలదు, దీని ఫలితంగా వివిధ ఆపరేటింగ్ ఫంక్షన్‌లు50,51,52 కారణంగా ప్రతిఘటనలో పెద్ద మార్పులు వస్తాయి.అదనంగా, MOS హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్‌ల రూపకల్పనలో సంభవించే కొన్ని రసాయన ప్రభావాలు (ఉదా., ఉత్ప్రేరక చర్య మరియు సినర్జిస్టిక్ ఉపరితల ప్రతిచర్యలు) సెన్సార్ పనితీరును మెరుగుపరుస్తాయి. సెన్సార్ పనితీరు, ఆధునిక కెమో-రెసిస్టివ్ సెన్సార్‌లు సాధారణంగా ట్రయల్ మరియు ఎర్రర్‌లను ఉపయోగిస్తాయి, ఇది సమయం తీసుకుంటుంది మరియు అసమర్థమైనది.అందువల్ల, MOS ఆధారిత గ్యాస్ సెన్సార్ల యొక్క సెన్సింగ్ మెకానిజంను అర్థం చేసుకోవడం చాలా ముఖ్యం ఎందుకంటే ఇది అధిక పనితీరు గల డైరెక్షనల్ సెన్సార్ల రూపకల్పనకు మార్గనిర్దేశం చేస్తుంది.
ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, MOS గ్యాస్ సెన్సార్లు వేగంగా అభివృద్ధి చెందాయి మరియు MOS నానోస్ట్రక్చర్స్55,56,57, గది ఉష్ణోగ్రత గ్యాస్ సెన్సార్లు58,59, ప్రత్యేక MOS సెన్సార్ మెటీరియల్స్60,61,62 మరియు స్పెషాలిటీ గ్యాస్ సెన్సార్లు63పై కొన్ని నివేదికలు ప్రచురించబడ్డాయి.ఇతర సమీక్షలలోని ఒక సమీక్షా పత్రం ఆక్సిజన్ ఖాళీల పాత్ర 64 , హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్ల పాత్ర 55, 65 మరియు హెటెరోఇంటర్‌ఫేస్‌లలో ఛార్జ్ బదిలీతో సహా MOS యొక్క అంతర్గత భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాల ఆధారంగా గ్యాస్ సెన్సార్ల యొక్క సెన్సింగ్ మెకానిజంను విశదీకరించడంపై దృష్టి పెడుతుంది. , హెటెరోస్ట్రక్చర్, ధాన్యం పరిమాణం, ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత, లోపం సాంద్రత, ఆక్సిజన్ ఖాళీలు మరియు సున్నితమైన మెటీరియల్25,67,68,69,70,71 ఓపెన్ క్రిస్టల్ ప్లేన్‌లతో సహా అనేక ఇతర పారామితులు సెన్సార్ పనితీరును ప్రభావితం చేస్తాయి.72. .ఉదాహరణకు, కుమార్ మరియు ఇతరులు.77 ఒకే పదార్థంపై ఆధారపడిన రెండు గ్యాస్ సెన్సార్‌లను నివేదించింది (ఉదా, TiO2@NiO మరియు NiO@TiO2 ఆధారంగా రెండు-పొర గ్యాస్ సెన్సార్‌లు) మరియు విభిన్న పరికర జ్యామితి కారణంగా NH3 గ్యాస్ నిరోధకతలో వివిధ మార్పులను గమనించింది.అందువల్ల, గ్యాస్-సెన్సింగ్ మెకానిజంను విశ్లేషించేటప్పుడు, పరికరం యొక్క నిర్మాణాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకోవడం చాలా ముఖ్యం.ఈ సమీక్షలో, రచయితలు వివిధ వైవిధ్య నానోస్ట్రక్చర్‌లు మరియు పరికర నిర్మాణాల కోసం MOS-ఆధారిత గుర్తింపు విధానాలపై దృష్టి సారిస్తారు.ఈ సమీక్ష గ్యాస్ డిటెక్షన్ మెకానిజమ్‌లను అర్థం చేసుకోవడానికి మరియు విశ్లేషించాలనుకునే పాఠకులకు మార్గదర్శకంగా ఉపయోగపడుతుందని మరియు భవిష్యత్తులో అధిక పనితీరు గల గ్యాస్ సెన్సార్‌ల అభివృద్ధికి దోహదపడుతుందని మేము విశ్వసిస్తున్నాము.
అంజీర్ న.1a ఒకే MOS ఆధారంగా గ్యాస్ సెన్సింగ్ మెకానిజం యొక్క ప్రాథమిక నమూనాను చూపుతుంది.ఉష్ణోగ్రత పెరిగినప్పుడు, MOS ఉపరితలంపై ఆక్సిజన్ (O2) అణువుల శోషణం MOS నుండి ఎలక్ట్రాన్‌లను ఆకర్షిస్తుంది మరియు అయానిక్ జాతులను (O2- మరియు O- వంటివి) ఏర్పరుస్తుంది.అప్పుడు, n-రకం MOS కోసం ఒక ఎలక్ట్రాన్ క్షీణత పొర (EDL) లేదా p-రకం MOS కోసం ఒక హోల్ అక్యుములేషన్ లేయర్ (HAL) MOS 15, 23, 78 ఉపరితలంపై ఏర్పడుతుంది. O2 మరియు ది మధ్య పరస్పర చర్య MOS ఉపరితల MOS యొక్క వాహక బ్యాండ్ పైకి వంగి సంభావ్య అవరోధాన్ని ఏర్పరుస్తుంది.తదనంతరం, సెన్సార్ లక్ష్య వాయువుకు గురైనప్పుడు, MOS యొక్క ఉపరితలంపై శోషించబడిన వాయువు అయానిక్ ఆక్సిజన్ జాతులతో ప్రతిస్పందిస్తుంది, ఎలక్ట్రాన్‌లను (ఆక్సీకరణ వాయువు) ఆకర్షించడం లేదా ఎలక్ట్రాన్‌లను దానం చేయడం (గ్యాస్ తగ్గించడం).లక్ష్య వాయువు మరియు MOS మధ్య ఎలక్ట్రాన్ బదిలీ EDL లేదా HAL30,81 యొక్క వెడల్పును సర్దుబాటు చేయగలదు, ఫలితంగా MOS సెన్సార్ యొక్క మొత్తం నిరోధకతలో మార్పు వస్తుంది.ఉదాహరణకు, తగ్గించే వాయువు కోసం, ఎలక్ట్రాన్లు తగ్గించే వాయువు నుండి n-రకం MOSకి బదిలీ చేయబడతాయి, ఫలితంగా తక్కువ EDL మరియు తక్కువ నిరోధకత ఏర్పడుతుంది, దీనిని n-రకం సెన్సార్ ప్రవర్తనగా సూచిస్తారు.దీనికి విరుద్ధంగా, p-రకం MOS, p-రకం సున్నితత్వ ప్రవర్తనను నిర్ణయించే ఒక తగ్గించే వాయువుకు గురైనప్పుడు, HAL తగ్గిపోతుంది మరియు ఎలక్ట్రాన్ విరాళం కారణంగా నిరోధకత పెరుగుతుంది.ఆక్సీకరణ వాయువుల కోసం, సెన్సార్ ప్రతిస్పందన వాయువులను తగ్గించడానికి విరుద్ధంగా ఉంటుంది.
వాయువులను తగ్గించడం మరియు ఆక్సీకరణం చేయడం కోసం n-రకం మరియు p-రకం MOS కోసం ప్రాథమిక గుర్తింపు మెకానిజమ్స్ b సెమీకండక్టర్ గ్యాస్ సెన్సార్‌లలో చేరి ఉన్న ముఖ్య కారకాలు మరియు భౌతిక-రసాయన లేదా పదార్థ లక్షణాలు 89
ప్రాథమిక గుర్తింపు యంత్రాంగమే కాకుండా, ప్రాక్టికల్ గ్యాస్ సెన్సార్‌లలో ఉపయోగించే గ్యాస్ డిటెక్షన్ మెకానిజమ్స్ చాలా క్లిష్టంగా ఉంటాయి.ఉదాహరణకు, గ్యాస్ సెన్సార్ యొక్క వాస్తవ వినియోగం వినియోగదారు అవసరాలను బట్టి అనేక అవసరాలను (సున్నితత్వం, ఎంపిక మరియు స్థిరత్వం వంటివి) తప్పక తీర్చాలి.ఈ అవసరాలు సున్నితమైన పదార్థం యొక్క భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలతో దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంటాయి.ఉదాహరణకు, స్ఫటిక వ్యాసం (d) SnO271 యొక్క Debye పొడవు (λD) కంటే రెండు రెట్లు తక్కువగా లేదా అంతకంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు SnO2 ఆధారిత సెన్సార్‌లు అత్యధిక సున్నితత్వాన్ని సాధిస్తాయని Xu et al.71 ప్రదర్శించారు.d ≤ 2λD, O2 అణువుల శోషణ తర్వాత SnO2 పూర్తిగా క్షీణించినప్పుడు మరియు తగ్గించే వాయువుకు సెన్సార్ యొక్క ప్రతిస్పందన గరిష్టంగా ఉంటుంది.అదనంగా, ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత, క్రిస్టల్ లోపాలు మరియు సెన్సింగ్ మెటీరియల్ యొక్క బహిర్గతమైన క్రిస్టల్ ప్లేన్‌లతో సహా అనేక ఇతర పారామితులు సెన్సార్ పనితీరును ప్రభావితం చేస్తాయి.ప్రత్యేకించి, లక్ష్య వాయువు యొక్క శోషణ మరియు నిర్జలీకరణ రేట్లు, అలాగే శోషించబడిన వాయువు అణువులు మరియు ఆక్సిజన్ కణాల మధ్య ఉపరితల రియాక్టివిటీ 4,82 మధ్య సాధ్యమయ్యే పోటీ ద్వారా ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత యొక్క ప్రభావం వివరించబడింది.క్రిస్టల్ లోపాల ప్రభావం ఆక్సిజన్ ఖాళీల కంటెంట్‌తో బలంగా సంబంధం కలిగి ఉంటుంది [83, 84].సెన్సార్ యొక్క ఆపరేషన్ ఓపెన్ క్రిస్టల్ ఫేసెస్67,85,86,87 యొక్క విభిన్న రియాక్టివిటీ ద్వారా కూడా ప్రభావితమవుతుంది.తక్కువ సాంద్రత కలిగిన ఓపెన్ క్రిస్టల్ ప్లేన్‌లు అధిక శక్తులతో మరింత సమన్వయం లేని లోహ కాటయాన్‌లను బహిర్గతం చేస్తాయి, ఇవి ఉపరితల శోషణ మరియు క్రియాశీలతను ప్రోత్సహిస్తాయి.టేబుల్ 1 అనేక కీలక కారకాలు మరియు వాటి అనుబంధిత మెరుగైన గ్రహణ విధానాలను జాబితా చేస్తుంది.అందువల్ల, ఈ మెటీరియల్ పారామితులను సర్దుబాటు చేయడం ద్వారా, గుర్తింపు పనితీరును మెరుగుపరచవచ్చు మరియు సెన్సార్ పనితీరును ప్రభావితం చేసే కీలక కారకాలను గుర్తించడం చాలా కీలకం.
Yamazoe89 మరియు Shimanoe et al.68,71 సెన్సార్ పర్సెప్షన్ యొక్క సైద్ధాంతిక మెకానిజంపై అనేక అధ్యయనాలు చేసారు మరియు సెన్సార్ పనితీరును ప్రభావితం చేసే మూడు స్వతంత్ర కీలక కారకాలను ప్రతిపాదించారు, ప్రత్యేకంగా గ్రాహక పనితీరు, ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ ఫంక్షన్ మరియు యుటిలిటీ (Fig. 1b)..గ్రాహక పనితీరు అనేది వాయువు అణువులతో సంకర్షణ చెందడానికి MOS ఉపరితల సామర్థ్యాన్ని సూచిస్తుంది.ఈ ఫంక్షన్ MOS యొక్క రసాయన లక్షణాలతో దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంటుంది మరియు విదేశీ అంగీకారాలను (ఉదాహరణకు, మెటల్ NPలు మరియు ఇతర MOS) పరిచయం చేయడం ద్వారా గణనీయంగా మెరుగుపరచబడుతుంది.ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ ఫంక్షన్ అనేది వాయువు మరియు MOS ఉపరితలం మధ్య ప్రతిచర్యను MOS యొక్క ధాన్యం సరిహద్దులచే ఆధిపత్యం చేసే విద్యుత్ సిగ్నల్‌గా మార్చగల సామర్థ్యాన్ని సూచిస్తుంది.అందువలన, ఇంద్రియ పనితీరు MOC కణ పరిమాణం మరియు విదేశీ గ్రాహకాల సాంద్రత ద్వారా గణనీయంగా ప్రభావితమవుతుంది.కటోచ్ మరియు ఇతరులు.90 ZnO-SnO2 నానోఫిబ్రిల్స్ యొక్క ధాన్యం పరిమాణం తగ్గింపు ఫలితంగా అనేక హెటెరోజంక్షన్‌లు ఏర్పడతాయి మరియు ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ కార్యాచరణకు అనుగుణంగా సెన్సార్ సెన్సిటివిటీ పెరిగింది.వాంగ్ మరియు ఇతరులు.91 Zn2GeO4 యొక్క వివిధ ధాన్యం పరిమాణాలను పోల్చారు మరియు ధాన్యం సరిహద్దులను ప్రవేశపెట్టిన తర్వాత సెన్సార్ సెన్సిటివిటీలో 6.5 రెట్లు పెరుగుదలను ప్రదర్శించారు.యుటిలిటీ అనేది అంతర్గత MOS నిర్మాణానికి గ్యాస్ లభ్యతను వివరించే మరొక కీలక సెన్సార్ పనితీరు అంశం.గ్యాస్ అణువులు అంతర్గత MOSతో చొచ్చుకుపోయి ప్రతిస్పందించలేకపోతే, సెన్సార్ యొక్క సున్నితత్వం తగ్గుతుంది.ఉపయోగం అనేది ఒక నిర్దిష్ట వాయువు యొక్క వ్యాప్తి లోతుకు దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంటుంది, ఇది సెన్సింగ్ పదార్థం యొక్క రంధ్ర పరిమాణంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.సకాయ్ మరియు ఇతరులు.92 ఫ్లూ వాయువులకు సెన్సార్ యొక్క సున్నితత్వాన్ని రూపొందించింది మరియు వాయువు యొక్క పరమాణు బరువు మరియు సెన్సార్ పొర యొక్క రంధ్ర వ్యాసార్థం రెండూ సెన్సార్ పొరలోని వివిధ గ్యాస్ డిఫ్యూజన్ లోతుల వద్ద సెన్సార్ యొక్క సున్నితత్వాన్ని ప్రభావితం చేస్తాయని కనుగొన్నారు.రిసెప్టర్ ఫంక్షన్, ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ ఫంక్షన్ మరియు యుటిలిటీని బ్యాలెన్స్ చేయడం మరియు ఆప్టిమైజ్ చేయడం ద్వారా అధిక పనితీరు గల గ్యాస్ సెన్సార్‌లను అభివృద్ధి చేయవచ్చని పై చర్చ చూపిస్తుంది.
పై పని ఒకే MOS యొక్క ప్రాథమిక అవగాహన విధానాన్ని స్పష్టం చేస్తుంది మరియు MOS పనితీరును ప్రభావితం చేసే అనేక అంశాలను చర్చిస్తుంది.ఈ కారకాలతో పాటు, హెటెరోస్ట్రక్చర్ల ఆధారంగా గ్యాస్ సెన్సార్లు సెన్సార్ మరియు రిసెప్టర్ ఫంక్షన్‌లను గణనీయంగా మెరుగుపరచడం ద్వారా సెన్సార్ పనితీరును మరింత మెరుగుపరుస్తాయి.అదనంగా, హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్‌లు ఉత్ప్రేరక ప్రతిచర్యలను మెరుగుపరచడం, ఛార్జ్ బదిలీని నియంత్రించడం మరియు మరిన్ని అధిశోషణం సైట్‌లను సృష్టించడం ద్వారా సెన్సార్ పనితీరును మరింత మెరుగుపరుస్తాయి.ఈ రోజు వరకు, మెరుగైన సెన్సింగ్95,96,97 కోసం మెకానిజమ్‌లను చర్చించడానికి MOS హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్‌ల ఆధారంగా అనేక గ్యాస్ సెన్సార్‌లు అధ్యయనం చేయబడ్డాయి.మిల్లర్ మరియు ఇతరులు.55 ఉపరితల-ఆధారిత, ఇంటర్‌ఫేస్-ఆధారిత మరియు నిర్మాణ-ఆధారితంతో సహా హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్‌ల యొక్క సున్నితత్వాన్ని మెరుగుపరచడానికి అవకాశం ఉన్న అనేక యంత్రాంగాలను సంగ్రహించింది.వాటిలో, ఇంటర్‌ఫేస్-ఆధారిత యాంప్లిఫికేషన్ మెకానిజం ఒక సిద్ధాంతంలో అన్ని ఇంటర్‌ఫేస్ పరస్పర చర్యలను కవర్ చేయడానికి చాలా క్లిష్టంగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్డ్ మెటీరియల్‌లపై ఆధారపడిన వివిధ సెన్సార్‌లు (ఉదాహరణకు, nn-heterojunction, pn-heterojunction, pp-heterojunction, మొదలైనవి) ఉపయోగించబడతాయి. .షాట్కీ ముడి).సాధారణంగా, MOS-ఆధారిత హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్డ్ సెన్సార్‌లు ఎల్లప్పుడూ రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ అధునాతన సెన్సార్ మెకానిజమ్‌లను కలిగి ఉంటాయి98,99,100.ఈ యాంప్లిఫికేషన్ మెకానిజమ్స్ యొక్క సినర్జిస్టిక్ ప్రభావం సెన్సార్ సిగ్నల్స్ యొక్క రిసెప్షన్ మరియు ప్రాసెసింగ్‌ను మెరుగుపరుస్తుంది.అందువల్ల, పరిశోధకులకు వారి అవసరాలకు అనుగుణంగా బాటమ్-అప్ గ్యాస్ సెన్సార్‌లను అభివృద్ధి చేయడంలో సహాయపడటానికి భిన్నమైన నానోస్ట్రక్చర్డ్ మెటీరియల్‌ల ఆధారంగా సెన్సార్‌ల అవగాహన యొక్క యంత్రాంగాన్ని అర్థం చేసుకోవడం చాలా ముఖ్యం.అదనంగా, పరికరం యొక్క రేఖాగణిత నిర్మాణం సెన్సార్ 74, 75, 76 యొక్క సున్నితత్వాన్ని కూడా గణనీయంగా ప్రభావితం చేస్తుంది. సెన్సార్ యొక్క ప్రవర్తనను క్రమపద్ధతిలో విశ్లేషించడానికి, విభిన్న హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్డ్ పదార్థాల ఆధారంగా మూడు పరికర నిర్మాణాల యొక్క సెన్సింగ్ మెకానిజమ్స్ ప్రదర్శించబడతాయి. మరియు క్రింద చర్చించబడింది.
MOS ఆధారిత గ్యాస్ సెన్సార్ల యొక్క వేగవంతమైన అభివృద్ధితో, వివిధ హెటెరో-నానోస్ట్రక్చర్డ్ MOS ప్రతిపాదించబడ్డాయి.హెటెరోఇంటర్‌ఫేస్‌లో ఛార్జ్ బదిలీ వేర్వేరు ఫెర్మి స్థాయిల (Ef) భాగాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది.హెటెరోఇంటర్‌ఫేస్‌లో, ఎలక్ట్రాన్‌లు వాటి ఫెర్మి స్థాయిలు సమతౌల్య స్థితికి చేరుకునే వరకు పెద్ద Efతో ఒక వైపు నుండి మరొక వైపుకు చిన్న Efతో కదులుతాయి మరియు రంధ్రాలు దీనికి విరుద్ధంగా ఉంటాయి.అప్పుడు హెటెరోఇంటర్‌ఫేస్‌లోని క్యారియర్లు క్షీణించి, క్షీణించిన పొరను ఏర్పరుస్తాయి.సెన్సార్ లక్ష్య వాయువుకు గురైన తర్వాత, హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్డ్ MOS క్యారియర్ ఏకాగ్రత మారుతుంది, అలాగే అవరోధం ఎత్తు కూడా మారుతుంది, తద్వారా గుర్తింపు సంకేతాన్ని పెంచుతుంది.అదనంగా, హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్‌లను రూపొందించే వివిధ పద్ధతులు పదార్థాలు మరియు ఎలక్ట్రోడ్‌ల మధ్య విభిన్న సంబంధాలకు దారితీస్తాయి, ఇది విభిన్న పరికర జ్యామితులు మరియు విభిన్న సెన్సింగ్ మెకానిజమ్‌లకు దారితీస్తుంది.ఈ సమీక్షలో, మేము మూడు రేఖాగణిత పరికర నిర్మాణాలను ప్రతిపాదిస్తాము మరియు ప్రతి నిర్మాణం కోసం సెన్సింగ్ మెకానిజం గురించి చర్చిస్తాము.
గ్యాస్ డిటెక్షన్ పనితీరులో హెటెరోజక్షన్‌లు చాలా ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తున్నప్పటికీ, సెన్సార్ కండక్షన్ ఛానల్ యొక్క స్థానం పరికరం జ్యామితిపై ఎక్కువగా ఆధారపడి ఉంటుంది కాబట్టి, మొత్తం సెన్సార్ యొక్క పరికర జ్యామితి కూడా గుర్తించే ప్రవర్తనను గణనీయంగా ప్రభావితం చేస్తుంది.మూర్తి 2లో చూపిన విధంగా హెటెరోజంక్షన్ MOS పరికరాల యొక్క మూడు సాధారణ జ్యామితులు ఇక్కడ చర్చించబడ్డాయి. మొదటి రకంలో, రెండు MOS కనెక్షన్‌లు యాదృచ్ఛికంగా రెండు ఎలక్ట్రోడ్‌ల మధ్య పంపిణీ చేయబడతాయి మరియు వాహక ఛానెల్ యొక్క స్థానం ప్రధాన MOS ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది, రెండవది వివిధ MOS నుండి భిన్నమైన నానోస్ట్రక్చర్‌ల ఏర్పాటు, ఒక MOS మాత్రమే ఎలక్ట్రోడ్‌కు అనుసంధానించబడి ఉంటుంది.ఎలక్ట్రోడ్ కనెక్ట్ చేయబడింది, అప్పుడు వాహక ఛానల్ సాధారణంగా MOS లోపల ఉంటుంది మరియు నేరుగా ఎలక్ట్రోడ్‌కు అనుసంధానించబడి ఉంటుంది.మూడవ రకంలో, రెండు పదార్థాలు విడివిడిగా రెండు ఎలక్ట్రోడ్‌లకు జోడించబడతాయి, రెండు పదార్థాల మధ్య ఏర్పడిన హెటెరోజంక్షన్ ద్వారా పరికరాన్ని మార్గనిర్దేశం చేస్తాయి.
సమ్మేళనాల మధ్య హైఫన్ (ఉదా "SnO2-NiO") రెండు భాగాలు కేవలం మిశ్రమంగా ఉన్నాయని సూచిస్తుంది (రకం I).రెండు కనెక్షన్‌ల మధ్య ఉన్న “@” గుర్తు (ఉదా “SnO2@NiO”) స్కాఫోల్డ్ మెటీరియల్ (NiO) రకం II సెన్సార్ నిర్మాణం కోసం SnO2తో అలంకరించబడిందని సూచిస్తుంది.స్లాష్ (ఉదా “NiO/SnO2”) రకం III సెన్సార్ డిజైన్‌ను సూచిస్తుంది.
MOS మిశ్రమాలపై ఆధారపడిన గ్యాస్ సెన్సార్ల కోసం, రెండు MOS మూలకాలు యాదృచ్ఛికంగా ఎలక్ట్రోడ్ల మధ్య పంపిణీ చేయబడతాయి.సోల్-జెల్, కోప్రెసిపిటేషన్, హైడ్రోథర్మల్, ఎలెక్ట్రోస్పిన్నింగ్ మరియు మెకానికల్ మిక్సింగ్ పద్ధతులు98,102,103,104తో సహా MOS మిశ్రమాలను సిద్ధం చేయడానికి అనేక ఫాబ్రికేషన్ పద్ధతులు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి.ఇటీవల, మెటల్-ఆర్గానిక్ ఫ్రేమ్‌వర్క్‌లు (MOFలు), లోహ కేంద్రాలు మరియు సేంద్రీయ లింకర్‌లతో కూడిన పోరస్ స్ఫటికాకార నిర్మాణాత్మక పదార్థాల తరగతి, పోరస్ MOS మిశ్రమాల 105,106,107,108 తయారీకి టెంప్లేట్‌లుగా ఉపయోగించబడ్డాయి.MOS మిశ్రమాల శాతం ఒకే విధంగా ఉన్నప్పటికీ, వివిధ తయారీ ప్రక్రియలను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు సున్నితత్వ లక్షణాలు చాలా మారవచ్చు. ఉదాహరణకు, Gao et al.109 MoO3±SnO2 మిశ్రమాల ఆధారంగా ఒకే పరమాణు నిష్పత్తితో రెండు సెన్సార్‌లను రూపొందించారు. ( Mo:Sn = 1:1.9) మరియు వివిధ కల్పన పద్ధతులు విభిన్న సున్నితత్వాలకు దారితీస్తాయని కనుగొన్నారు.షాపోష్నిక్ మరియు ఇతరులు.110 వాయు H2కి సహ-అవక్షేపణ SnO2-TiO2 యొక్క ప్రతిచర్య అదే Sn/Ti నిష్పత్తిలో కూడా యాంత్రికంగా మిశ్రమ పదార్థాల నుండి భిన్నంగా ఉంటుందని నివేదించింది.MOP మరియు MOP స్ఫటికాకార పరిమాణం మధ్య సంబంధం వివిధ సంశ్లేషణ పద్ధతులతో మారుతూ ఉంటుంది కాబట్టి ఈ వ్యత్యాసం తలెత్తుతుంది109,110.దాత సాంద్రత మరియు సెమీకండక్టర్ రకం పరంగా ధాన్యం పరిమాణం మరియు ఆకారం స్థిరంగా ఉన్నప్పుడు, కాంటాక్ట్ జ్యామితి 110 మారకపోతే ప్రతిస్పందన అలాగే ఉండాలి.స్టెర్జ్ మరియు ఇతరులు.111 SnO2-Cr2O3 కోర్-షీత్ (CSN) నానోఫైబర్‌లు మరియు గ్రౌండ్ SnO2-Cr2O3 CSNల గుర్తింపు లక్షణాలు దాదాపు ఒకేలా ఉన్నాయని నివేదించింది, నానోఫైబర్ పదనిర్మాణం ఎటువంటి ప్రయోజనాన్ని అందించదని సూచిస్తుంది.
విభిన్న కల్పన పద్ధతులతో పాటు, రెండు వేర్వేరు MOSFETల యొక్క సెమీకండక్టర్ రకాలు కూడా సెన్సార్ యొక్క సున్నితత్వాన్ని ప్రభావితం చేస్తాయి.రెండు MOSFETలు ఒకే రకమైన సెమీకండక్టర్ (nn లేదా pp జంక్షన్) లేదా వివిధ రకాలు (pn జంక్షన్) అనేదానిపై ఆధారపడి దీనిని రెండు వర్గాలుగా విభజించవచ్చు.గ్యాస్ సెన్సార్లు ఒకే రకమైన MOS మిశ్రమాలపై ఆధారపడినప్పుడు, రెండు MOS యొక్క మోలార్ నిష్పత్తిని మార్చడం ద్వారా, సున్నితత్వ ప్రతిస్పందన లక్షణం మారదు మరియు సెన్సార్ సెన్సిటివిటీ nn- లేదా pp-heterojunctions సంఖ్యపై ఆధారపడి ఉంటుంది.మిశ్రమంలో ఒక భాగం ప్రధానంగా ఉన్నప్పుడు (ఉదా 0.9 ZnO-0.1 SnO2 లేదా 0.1 ZnO-0.9 SnO2), హోమోజంక్షన్ ప్రసరణ ఛానల్ 92 అని పిలువబడే ప్రబలమైన MOS ద్వారా ప్రసరణ ఛానెల్ నిర్ణయించబడుతుంది.రెండు భాగాల నిష్పత్తులు పోల్చదగినవి అయినప్పుడు, వాహక ఛానల్ హెటెరోజంక్షన్98,102 ద్వారా ఆధిపత్యం చెలాయిస్తుంది.యమజో మరియు ఇతరులు.112,113 నివేదించిన ప్రకారం, రెండు భాగాల యొక్క హెటెరోకాంటాక్ట్ ప్రాంతం సెన్సార్ యొక్క సున్నితత్వాన్ని బాగా మెరుగుపరుస్తుంది, ఎందుకంటే భాగాల యొక్క వివిధ ఆపరేటింగ్ ఫంక్షన్‌ల కారణంగా ఏర్పడిన హెటెరోజంక్షన్ అవరోధం ఎలక్ట్రాన్‌లకు గురైన సెన్సార్ యొక్క డ్రిఫ్ట్ మొబిలిటీని సమర్థవంతంగా నియంత్రించగలదు.వివిధ పరిసర వాయువులు 112,113.అంజీర్ న.వివిధ ZnO కంటెంట్‌లతో (0 నుండి 10 mol % Zn వరకు) SnO2-ZnO ఫైబరస్ క్రమానుగత నిర్మాణాలపై ఆధారపడిన సెన్సార్‌లు ఇథనాల్‌ను ఎంపిక చేయగలవని మూర్తి 3a చూపిస్తుంది.వాటిలో, SnO2-ZnO ఫైబర్స్ (7 mol.% Zn) ఆధారిత సెన్సార్ పెద్ద సంఖ్యలో హెటెరోజంక్షన్‌లు ఏర్పడటం మరియు నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యంలో పెరుగుదల కారణంగా అత్యధిక సున్నితత్వాన్ని చూపించింది, ఇది కన్వర్టర్ యొక్క పనితీరును పెంచింది మరియు మెరుగుపడింది. సున్నితత్వం 90 అయినప్పటికీ, ZnO కంటెంట్‌లో 10 mol.%కి మరింత పెరుగుదలతో, మైక్రోస్ట్రక్చర్ SnO2-ZnO కాంపోజిట్ ఉపరితల క్రియాశీలత ప్రాంతాలను చుట్టి సెన్సార్ సెన్సిటివిటీని తగ్గిస్తుంది85.విభిన్న Fe/Ni నిష్పత్తులతో NiO-NiFe2O4 pp హెటెరోజంక్షన్ మిశ్రమాల ఆధారంగా సెన్సార్‌లకు కూడా ఇదే విధమైన ధోరణి గమనించవచ్చు (Fig. 3b)114.
SnO2-ZnO ఫైబర్స్ (7 mol.% Zn) యొక్క SEM చిత్రాలు మరియు 260 °C వద్ద 100 ppm గాఢతతో వివిధ వాయువులకు సెన్సార్ ప్రతిస్పందన;54b వివిధ వాయువుల 50 ppm వద్ద స్వచ్ఛమైన NiO మరియు NiO-NiFe2O4 మిశ్రమాల ఆధారంగా సెన్సార్ల ప్రతిస్పందనలు, 260 °C;114 (సి) xSnO2-(1-x)Co3O4 కూర్పులోని నోడ్‌ల సంఖ్య యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం మరియు 10 ppm CO, అసిటోన్, C6H6 మరియు SO2 చొప్పున xSnO2-(1-x)Co3O4 కూర్పు యొక్క సంబంధిత నిరోధకత మరియు సున్నితత్వ ప్రతిచర్యలు Sn/Co 98 యొక్క మోలార్ నిష్పత్తిని మార్చడం ద్వారా 350 °C వద్ద వాయువు
Pn-MOS మిశ్రమాలు MOS115 యొక్క పరమాణు నిష్పత్తిపై ఆధారపడి విభిన్న సున్నితత్వ ప్రవర్తనను చూపుతాయి.సాధారణంగా, MOS సమ్మేళనాల యొక్క ఇంద్రియ ప్రవర్తన సెన్సార్‌కు ప్రాథమిక ప్రసరణ ఛానెల్‌గా పనిచేసే MOSపై ఎక్కువగా ఆధారపడి ఉంటుంది.అందువల్ల, మిశ్రమాల శాతం కూర్పు మరియు నానోస్ట్రక్చర్‌ను వర్గీకరించడం చాలా ముఖ్యం.కిమ్ మరియు ఇతరులు.98 ఎలెక్ట్రోస్పిన్నింగ్ మరియు వాటి సెన్సార్ లక్షణాలను అధ్యయనం చేయడం ద్వారా xSnO2 ± (1-x)Co3O4 మిశ్రమ నానోఫైబర్‌ల శ్రేణిని సంశ్లేషణ చేయడం ద్వారా ఈ ముగింపును నిర్ధారించారు.SnO2-Co3O4 మిశ్రమ సెన్సార్ యొక్క ప్రవర్తన SnO2 (Fig. 3c)98 శాతాన్ని తగ్గించడం ద్వారా n-రకం నుండి p-రకానికి మారిందని వారు గమనించారు.అదనంగా, హెటెరోజంక్షన్-డామినేటెడ్ సెన్సార్‌లు (0.5 SnO2-0.5 Co3O4 ఆధారంగా) హోమోజంక్షన్-డామినెంట్ సెన్సార్‌లతో పోలిస్తే (ఉదా, అధిక SnO2 లేదా Co3O4 సెన్సార్‌లు) C6H6 కోసం అత్యధిక ప్రసార రేట్లు చూపించాయి.0.5 SnO2-0.5 Co3O4 ఆధారిత సెన్సార్ యొక్క స్వాభావిక అధిక ప్రతిఘటన మరియు మొత్తం సెన్సార్ రెసిస్టెన్స్‌ను మాడ్యులేట్ చేయగల దాని అధిక సామర్థ్యం C6H6కి దాని అత్యధిక సున్నితత్వానికి దోహదం చేస్తుంది.అదనంగా, SnO2-Co3O4 హెటెరోఇంటర్‌ఫేస్‌ల నుండి ఉత్పన్నమయ్యే లాటిస్ అసమతుల్యత లోపాలు గ్యాస్ అణువుల కోసం ప్రిఫరెన్షియల్ అధిశోషణం సైట్‌లను సృష్టించగలవు, తద్వారా సెన్సార్ ప్రతిస్పందనను మెరుగుపరుస్తుంది109,116.
సెమీకండక్టర్-రకం MOSతో పాటు, MOS మిశ్రమాల స్పర్శ ప్రవర్తనను కూడా MOS-117 రసాయన శాస్త్రాన్ని ఉపయోగించి అనుకూలీకరించవచ్చు.Huo et al.117 Co3O4-SnO2 మిశ్రమాలను సిద్ధం చేయడానికి ఒక సాధారణ సోక్-బేక్ పద్ధతిని ఉపయోగించింది మరియు Co/Sn మోలార్ నిష్పత్తి 10% వద్ద, సెన్సార్ H2కి p-రకం గుర్తింపు ప్రతిస్పందనను మరియు n-రకం సున్నితత్వాన్ని ప్రదర్శిస్తుందని కనుగొన్నారు. H2.ప్రతిస్పందన.CO, H2S మరియు NH3 వాయువులకు సెన్సార్ ప్రతిస్పందనలు మూర్తి 4a117లో చూపబడ్డాయి.తక్కువ Co/Sn నిష్పత్తుల వద్ద, అనేక హోమోజంక్షన్‌లు SnO2±SnO2 నానోగ్రేన్ సరిహద్దుల వద్ద ఏర్పడతాయి మరియు H2 (Fig. 4b,c)115కి n-రకం సెన్సార్ ప్రతిస్పందనలను ప్రదర్శిస్తాయి.Co/Sn నిష్పత్తిలో 10 మోల్ వరకు పెరుగుదలతో.%, SnO2-SnO2 హోమోజంక్షన్‌లకు బదులుగా, అనేక Co3O4-SnO2 హెటెరోజంక్షన్‌లు ఏకకాలంలో ఏర్పడ్డాయి (Fig. 4d).H2కి సంబంధించి Co3O4 క్రియారహితంగా ఉంటుంది మరియు SnO2 H2తో బలంగా ప్రతిస్పందిస్తుంది కాబట్టి, అయానిక్ ఆక్సిజన్ జాతులతో H2 యొక్క ప్రతిచర్య ప్రధానంగా SnO2117 ఉపరితలంపై సంభవిస్తుంది.అందువల్ల, ఎలక్ట్రాన్లు SnO2కి కదులుతాయి మరియు Ef SnO2 కండక్షన్ బ్యాండ్‌కి మారుతుంది, అయితే Ef Co3O4 మారదు.ఫలితంగా, సెన్సార్ యొక్క ప్రతిఘటన పెరుగుతుంది, ఇది అధిక Co/Sn నిష్పత్తి కలిగిన పదార్థాలు p-టైప్ సెన్సింగ్ ప్రవర్తనను ప్రదర్శిస్తాయని సూచిస్తుంది (Fig. 4e).దీనికి విరుద్ధంగా, CO, H2S మరియు NH3 వాయువులు SnO2 మరియు Co3O4 ఉపరితలాలపై అయానిక్ ఆక్సిజన్ జాతులతో ప్రతిస్పందిస్తాయి మరియు ఎలక్ట్రాన్‌లు వాయువు నుండి సెన్సార్‌కి కదులుతాయి, ఫలితంగా అవరోధం ఎత్తు మరియు n-రకం సున్నితత్వం తగ్గుతుంది (Fig. 4f)..ఈ విభిన్న సెన్సార్ ప్రవర్తన వివిధ వాయువులతో Co3O4 యొక్క విభిన్న రియాక్టివిటీ కారణంగా ఉంది, ఇది యిన్ మరియు ఇతరులచే మరింత ధృవీకరించబడింది.118 .అదేవిధంగా, కటోచ్ మరియు ఇతరులు.119 SnO2-ZnO మిశ్రమాలు మంచి ఎంపిక మరియు H2కి అధిక సున్నితత్వాన్ని కలిగి ఉన్నాయని నిరూపించాయి.ZnO120,121 యొక్క లోహీకరణకు దారితీసే H యొక్క s-కక్ష్య మరియు O యొక్క p-కక్ష్య మధ్య బలమైన హైబ్రిడైజేషన్ కారణంగా H పరమాణువులు ZnO యొక్క O స్థానాలకు సులభంగా శోషించబడతాయి కాబట్టి ఈ ప్రవర్తన ఏర్పడుతుంది.
H2, CO, NH3 మరియు H2S వంటి సాధారణ తగ్గించే వాయువుల కోసం Co/Sn-10% డైనమిక్ రెసిస్టెన్స్ కర్వ్‌లు, తక్కువ % m వద్ద H2 కోసం C Co3O4/SnO2 మిశ్రమ సెన్సింగ్ మెకానిజం రేఖాచిత్రం.Co/Sn, df Co3O4 అధిక Co/Sn/SnO2 మిశ్రమంతో H2 మరియు CO, H2S మరియు NH3 యొక్క మెకానిజం గుర్తింపు
అందువల్ల, మేము తగిన కల్పన పద్ధతులను ఎంచుకోవడం, మిశ్రమాల ధాన్యం పరిమాణాన్ని తగ్గించడం మరియు MOS మిశ్రమాల మోలార్ నిష్పత్తిని ఆప్టిమైజ్ చేయడం ద్వారా I-రకం సెన్సార్ యొక్క సున్నితత్వాన్ని మెరుగుపరచవచ్చు.అదనంగా, సున్నితమైన పదార్థం యొక్క రసాయన శాస్త్రం యొక్క లోతైన అవగాహన సెన్సార్ యొక్క ఎంపికను మరింత మెరుగుపరుస్తుంది.
టైప్ II సెన్సార్ స్ట్రక్చర్‌లు ఒక "మాస్టర్" నానో మెటీరియల్ మరియు రెండవ లేదా మూడవ నానో మెటీరియల్‌తో సహా అనేక రకాల వైవిధ్య నానోస్ట్రక్చర్డ్ మెటీరియల్‌లను ఉపయోగించగల మరొక ప్రసిద్ధ సెన్సార్ నిర్మాణం.ఉదాహరణకు, నానోపార్టికల్స్, కోర్-షెల్ (CS) మరియు మల్టీలేయర్ హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్డ్ మెటీరియల్‌లతో అలంకరించబడిన ఒక డైమెన్షనల్ లేదా టూ-డైమెన్షనల్ మెటీరియల్స్ సాధారణంగా టైప్ II సెన్సార్ స్ట్రక్చర్‌లలో ఉపయోగించబడతాయి మరియు క్రింద వివరంగా చర్చించబడతాయి.
అంజీర్ 2b(1)లో చూపిన విధంగా మొదటి హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్ మెటీరియల్ (అలంకరించిన హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్) కోసం, సెన్సార్ యొక్క వాహక ఛానెల్‌లు బేస్ మెటీరియల్ ద్వారా అనుసంధానించబడి ఉంటాయి.హెటెరోజక్షన్‌ల ఏర్పాటు కారణంగా, సవరించిన నానోపార్టికల్స్ గ్యాస్ అధిశోషణం లేదా నిర్జలీకరణం కోసం మరింత రియాక్టివ్ సైట్‌లను అందించగలవు మరియు సెన్సింగ్ పనితీరును మెరుగుపరచడానికి ఉత్ప్రేరకాలుగా కూడా పనిచేస్తాయి.యువాన్ et al.41 CeO2 నానోడాట్‌లతో WO3 నానోవైర్‌లను అలంకరించడం వలన CeO@WO3 హెటెరోఇంటర్‌ఫేస్ మరియు CeO2 ఉపరితలం వద్ద మరింత శోషణ సైట్‌లను అందించవచ్చు మరియు అసిటోన్‌తో ప్రతిచర్య కోసం మరిన్ని కెమిసోర్బ్డ్ ఆక్సిజన్ జాతులను ఉత్పత్తి చేయవచ్చు.గుణవన్ మరియు ఇతరులు.125. ఒక డైమెన్షనల్ Au@α-Fe2O3 ఆధారంగా ఒక అల్ట్రా-హై సెన్సిటివిటీ అసిటోన్ సెన్సార్ ప్రతిపాదించబడింది మరియు ఆక్సిజన్ మూలంగా O2 అణువుల క్రియాశీలత ద్వారా సెన్సార్ యొక్క సున్నితత్వం నియంత్రించబడుతుందని గమనించబడింది.Au NPల ఉనికి అసిటోన్ యొక్క ఆక్సీకరణ కోసం ఆక్సిజన్ అణువులను లాటిస్ ఆక్సిజన్‌గా విడదీయడాన్ని ప్రోత్సహించే ఉత్ప్రేరకం వలె పనిచేస్తుంది.ఇలాంటి ఫలితాలను చోయ్ మరియు ఇతరులు పొందారు.9 ఇక్కడ శోషించబడిన ఆక్సిజన్ అణువులను అయోనైజ్డ్ ఆక్సిజన్ జాతులుగా విడదీయడానికి మరియు అసిటోన్‌కు సున్నితమైన ప్రతిస్పందనను పెంచడానికి Pt ఉత్ప్రేరకం ఉపయోగించబడింది.2017లో, అదే పరిశోధనా బృందం మూర్తి 5126లో చూపిన విధంగా సింగిల్ నోబుల్ మెటల్ నానోపార్టికల్స్ కంటే ద్విలోహ నానోపార్టికల్స్ ఉత్ప్రేరకంలో చాలా సమర్థవంతంగా పనిచేస్తాయని నిరూపించింది. 5a అనేది ప్లాటినం ఆధారిత బైమెటాలిక్ (PtM) NPల కోసం అపోఫెర్ సెల్‌లను ఉపయోగించి తయారీ ప్రక్రియ యొక్క స్కీమాటిక్. సగటు పరిమాణం 3 nm కంటే తక్కువ.అప్పుడు, ఎలెక్ట్రోస్పిన్నింగ్ పద్ధతిని ఉపయోగించి, అసిటోన్ లేదా H2S (Fig. 5b-g) కు సున్నితత్వం మరియు ఎంపికను పెంచడానికి PtM@WO3 నానోఫైబర్‌లు పొందబడ్డాయి.ఇటీవల, ఒకే పరమాణు ఉత్ప్రేరకాలు (SACలు) పరమాణువులు మరియు ట్యూన్ చేయబడిన ఎలక్ట్రానిక్ నిర్మాణాల గరిష్ట సామర్థ్యాల కారణంగా ఉత్ప్రేరక మరియు వాయువు విశ్లేషణ రంగంలో అద్భుతమైన ఉత్ప్రేరక పనితీరును చూపించాయి.షిన్ మరియు ఇతరులు.129 గ్యాస్ డిటెక్షన్ కోసం Pt@MCN@SnO2 ఇన్‌లైన్ ఫైబర్‌లను సిద్ధం చేయడానికి Pt-SA ఎంకర్డ్ కార్బన్ నైట్రైడ్ (MCN), SnCl2 మరియు PVP నానోషీట్‌లను రసాయన మూలాలుగా ఉపయోగించారు.Pt@MCN యొక్క చాలా తక్కువ కంటెంట్ ఉన్నప్పటికీ (0.13 wt.% నుండి 0.68 wt.% వరకు), వాయు ఫార్మాల్డిహైడ్ Pt@MCN@SnO2 యొక్క గుర్తింపు పనితీరు ఇతర సూచన నమూనాల కంటే (స్వచ్ఛమైన SnO2, MCN@SnO2 మరియు Pt NPs@ SnO2)..ఈ అద్భుతమైన గుర్తింపు పనితీరు Pt SA ఉత్ప్రేరకం యొక్క గరిష్ట పరమాణు సామర్థ్యం మరియు SnO2129 సక్రియ సైట్‌ల కనీస కవరేజీకి ఆపాదించబడుతుంది.
PtM-apo (PtPd, PtRh, PtNi) నానోపార్టికల్స్‌ను పొందేందుకు అపోఫెర్రిటిన్-లోడెడ్ ఎన్‌క్యాప్సులేషన్ పద్ధతి;bd సహజమైన WO3, PtPd@WO3, PtRn@WO3, మరియు Pt-NiO@WO3 నానోఫైబర్‌ల యొక్క డైనమిక్ గ్యాస్ సెన్సిటివ్ లక్షణాలు;ఉదాహరణకు, PtPd@WO3, PtRn@WO3 మరియు Pt-NiO@WO3 నానోఫైబర్ సెన్సార్‌ల ఎంపిక లక్షణాలపై 1 ppm వరకు జోక్యం చేసుకునే గ్యాస్ 126
అదనంగా, పరంజా పదార్థాలు మరియు నానోపార్టికల్స్ మధ్య ఏర్పడిన హెటెరోజక్షన్‌లు సెన్సార్ పనితీరును మెరుగుపరచడానికి రేడియల్ మాడ్యులేషన్ మెకానిజం ద్వారా వాహక మార్గాలను సమర్థవంతంగా మాడ్యులేట్ చేయగలవు130,131,132.అంజీర్ న.మూర్తి 6a వాయువులను తగ్గించడం మరియు ఆక్సీకరణం చేయడం కోసం స్వచ్ఛమైన SnO2 మరియు Cr2O3@SnO2 నానోవైర్‌ల సెన్సార్ లక్షణాలను చూపిస్తుంది మరియు సంబంధిత సెన్సార్ మెకానిజమ్స్131.స్వచ్ఛమైన SnO2 నానోవైర్‌లతో పోలిస్తే, వాయువులను తగ్గించడానికి Cr2O3@SnO2 నానోవైర్ల ప్రతిస్పందన బాగా మెరుగుపడుతుంది, అయితే ఆక్సీకరణ వాయువులకు ప్రతిస్పందన మరింత దిగజారింది.ఈ దృగ్విషయాలు ఏర్పడిన pn హెటెరోజంక్షన్ యొక్క రేడియల్ దిశలో SnO2 నానోవైర్ల యొక్క వాహక మార్గాల యొక్క స్థానిక క్షీణతకు దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంటాయి.వాయువులను తగ్గించడం మరియు ఆక్సీకరణం చేసిన తర్వాత స్వచ్ఛమైన SnO2 నానోవైర్ల ఉపరితలంపై EDL వెడల్పును మార్చడం ద్వారా సెన్సార్ నిరోధకతను ట్యూన్ చేయవచ్చు.అయినప్పటికీ, Cr2O3@SnO2 నానోవైర్‌ల కోసం, స్వచ్ఛమైన SnO2 నానోవైర్‌లతో పోలిస్తే గాలిలో SnO2 నానోవైర్ల యొక్క ప్రారంభ DEL పెరిగింది మరియు హెటెరోజంక్షన్ ఏర్పడటం వల్ల కండక్షన్ ఛానల్ అణచివేయబడుతుంది.అందువల్ల, సెన్సార్ తగ్గించే వాయువుకు గురైనప్పుడు, చిక్కుకున్న ఎలక్ట్రాన్లు SnO2 నానోవైర్‌లలోకి విడుదల చేయబడతాయి మరియు EDL బాగా తగ్గిపోతుంది, ఫలితంగా స్వచ్ఛమైన SnO2 నానోవైర్ల కంటే ఎక్కువ సున్నితత్వం ఏర్పడుతుంది.దీనికి విరుద్ధంగా, ఆక్సీకరణ వాయువుకు మారినప్పుడు, DEL విస్తరణ పరిమితంగా ఉంటుంది, ఫలితంగా తక్కువ సున్నితత్వం ఉంటుంది.ఇలాంటి ఇంద్రియ ప్రతిస్పందన ఫలితాలను చోయ్ మరియు ఇతరులు గమనించారు., 133 దీనిలో p-రకం WO3 నానోపార్టికల్స్‌తో అలంకరించబడిన SnO2 నానోవైర్లు వాయువులను తగ్గించడంలో గణనీయంగా మెరుగైన ఇంద్రియ ప్రతిస్పందనను చూపించాయి, అయితే n-అలంకరించిన SnO2 సెన్సార్లు ఆక్సీకరణ వాయువులకు సున్నితత్వాన్ని మెరుగుపరిచాయి.TiO2 నానోపార్టికల్స్ (Fig. 6b) 133. ఈ ఫలితం ప్రధానంగా SnO2 మరియు MOS (TiO2 లేదా WO3) నానోపార్టికల్స్ యొక్క విభిన్న పని విధుల కారణంగా ఉంది.p-టైప్ (n-రకం) నానోపార్టికల్స్‌లో, ఫ్రేమ్‌వర్క్ మెటీరియల్ (SnO2) యొక్క వాహక వాహిక రేడియల్ దిశలో విస్తరిస్తుంది (లేదా కాంట్రాక్ట్ అవుతుంది), ఆపై, తగ్గింపు (లేదా ఆక్సీకరణ) చర్యలో, మరింత విస్తరణ (లేదా కుదించడం) SnO2 యొక్క ప్రసరణ ఛానల్ - ప్రక్కటెముక ) వాయువు (Fig. 6b).
సవరించిన LF MOS ద్వారా ప్రేరేపించబడిన రేడియల్ మాడ్యులేషన్ మెకానిజం.స్వచ్ఛమైన SnO2 మరియు Cr2O3@SnO2 నానోవైర్లు మరియు సంబంధిత సెన్సింగ్ మెకానిజం స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రాల ఆధారంగా 10 ppm తగ్గించే మరియు ఆక్సీకరణ వాయువులకు గ్యాస్ ప్రతిస్పందనల సారాంశం;మరియు సంబంధిత WO3@SnO2 నానోరోడ్‌లు మరియు డిటెక్షన్ మెకానిజం133
బిలేయర్ మరియు మల్టీలేయర్ హెటెరోస్ట్రక్చర్ పరికరాలలో, పరికరం యొక్క కండక్షన్ ఛానల్ ఎలక్ట్రోడ్‌లతో ప్రత్యక్ష సంబంధంలో పొర (సాధారణంగా దిగువ పొర) ద్వారా ఆధిపత్యం చెలాయిస్తుంది మరియు రెండు పొరల ఇంటర్‌ఫేస్‌లో ఏర్పడిన హెటెరోజంక్షన్ దిగువ పొర యొక్క వాహకతను నియంత్రించగలదు. .అందువల్ల, వాయువులు పై పొరతో సంకర్షణ చెందుతున్నప్పుడు, అవి దిగువ పొర యొక్క ప్రసరణ ఛానెల్‌లను మరియు పరికరం యొక్క నిరోధకత 134ని గణనీయంగా ప్రభావితం చేస్తాయి.ఉదాహరణకు, కుమార్ మరియు ఇతరులు.77 NH3 కోసం TiO2@NiO మరియు NiO@TiO2 డబుల్ లేయర్‌ల వ్యతిరేక ప్రవర్తనను నివేదించింది.రెండు సెన్సార్ల యొక్క ప్రసరణ ఛానెల్‌లు వేర్వేరు పదార్థాల పొరలలో ఆధిపత్యం చెలాయిస్తాయి (వరుసగా NiO మరియు TiO2), ఆపై అంతర్లీన ప్రసరణ ఛానెల్‌లలో వైవిధ్యాలు భిన్నంగా ఉంటాయి77.
బిలేయర్ లేదా మల్టీలేయర్ హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్‌లు సాధారణంగా స్పుట్టరింగ్, అటామిక్ లేయర్ డిపాజిషన్ (ALD) మరియు సెంట్రిఫ్యూగేషన్56,70,134,135,136 ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడతాయి.ఫిల్మ్ మందం మరియు రెండు పదార్థాల సంపర్క ప్రాంతాన్ని బాగా నియంత్రించవచ్చు.గణాంకాలు 7a మరియు b ఇథనాల్ డిటెక్షన్135,137 కోసం స్పుట్టరింగ్ ద్వారా పొందిన NiO@SnO2 మరియు Ga2O3@WO3 నానోఫిల్మ్‌లను చూపుతాయి.అయినప్పటికీ, ఈ పద్ధతులు సాధారణంగా ఫ్లాట్ ఫిల్మ్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తాయి మరియు ఈ ఫ్లాట్ ఫిల్మ్‌లు వాటి తక్కువ నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం మరియు గ్యాస్ పారగమ్యత కారణంగా 3D నానోస్ట్రక్చర్డ్ మెటీరియల్‌ల కంటే తక్కువ సున్నితంగా ఉంటాయి.అందువల్ల, నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం 41,52,138ని పెంచడం ద్వారా గ్రహణ పనితీరును మెరుగుపరచడానికి వేర్వేరు సోపానక్రమాలతో బిలేయర్ ఫిల్మ్‌లను రూపొందించడానికి ద్రవ-దశ వ్యూహం కూడా ప్రతిపాదించబడింది.H2S గుర్తింపు కోసం (Fig. 7c) SnO2 నానోవైర్లు (ZnO@SnO2 నానోవైర్లు)పై అధికంగా ఆర్డర్ చేయబడిన ZnO నానోవైర్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి Zhu et al139 కలిపి స్పుట్టరింగ్ మరియు హైడ్రోథర్మల్ సాంకేతికతలు.1 ppm H2Sకి దాని ప్రతిస్పందన స్పుటర్డ్ ZnO@SnO2 నానోఫిల్మ్‌ల ఆధారంగా సెన్సార్ కంటే 1.6 రెట్లు ఎక్కువ.లియు మరియు ఇతరులు.52 థర్మల్ ఎనియలింగ్ (Fig. 10d) తర్వాత క్రమానుగత SnO2@NiO నానోస్ట్రక్చర్‌లను రూపొందించడానికి రెండు-దశల రసాయన నిక్షేపణ పద్ధతిని ఉపయోగించి అధిక పనితీరు గల H2S సెన్సార్‌ను నివేదించింది.సాంప్రదాయిక స్పుటర్డ్ SnO2@NiO బిలేయర్ ఫిల్మ్‌లతో పోలిస్తే, నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం 52,137 పెరుగుదల కారణంగా SnO2@NiO క్రమానుగత బిలేయర్ నిర్మాణం యొక్క సున్నితత్వ పనితీరు గణనీయంగా మెరుగుపడింది.
MOS ఆధారంగా డబుల్ లేయర్ గ్యాస్ సెన్సార్.ఇథనాల్ గుర్తింపు కోసం NiO@SnO2 నానోఫిల్మ్;ఇథనాల్ గుర్తింపు కోసం 137b Ga2O3@WO3 నానోఫిల్మ్;H2S గుర్తింపు కోసం 135c అత్యంత ఆర్డర్ చేసిన SnO2@ZnO బిలేయర్ క్రమానుగత నిర్మాణం;H2S52ని గుర్తించడానికి 139d SnO2@NiO బిలేయర్ క్రమానుగత నిర్మాణం.
కోర్-షెల్ హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్స్ (CSHNలు) ఆధారంగా టైప్ II పరికరాలలో, వాహక వాహకాలు లోపలి షెల్‌కు మాత్రమే పరిమితం కానందున, సెన్సింగ్ మెకానిజం మరింత క్లిష్టంగా ఉంటుంది.తయారీ మార్గం మరియు ప్యాకేజీ యొక్క మందం (hs) రెండూ వాహక ఛానెల్‌ల స్థానాన్ని నిర్ణయించగలవు.ఉదాహరణకు, బాటమ్-అప్ సంశ్లేషణ పద్ధతులను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు, కండక్షన్ ఛానెల్‌లు సాధారణంగా అంతర్గత కోర్‌కి పరిమితం చేయబడతాయి, ఇది రెండు-పొర లేదా బహుళస్థాయి పరికర నిర్మాణాలకు (Fig. 2b(3)) 123, 140, 141, 142, 143. జు మరియు ఇతరులు.144 CSHN NiO@α-Fe2O3 మరియు CuO@α-Fe2O3ని పొందేందుకు దిగువ-అప్ విధానాన్ని నివేదించింది, NiO లేదా CuO NPల పొరను α-Fe2O3 నానోరోడ్‌లపై జమ చేయడం ద్వారా వాహక ఛానల్ కేంద్ర భాగం ద్వారా పరిమితం చేయబడింది.(నానోరోడ్లు α-Fe2O3).లియు మరియు ఇతరులు.142 సిలికాన్ నానోవైర్‌ల సిద్ధం చేసిన శ్రేణులపై TiO2ని డిపాజిట్ చేయడం ద్వారా CSHN TiO2 @ Si యొక్క ప్రధాన భాగానికి ప్రసరణ ఛానెల్‌ని పరిమితం చేయడంలో కూడా విజయం సాధించింది.అందువల్ల, దాని సెన్సింగ్ ప్రవర్తన (p-రకం లేదా n-రకం) సిలికాన్ నానోవైర్ యొక్క సెమీకండక్టర్ రకంపై మాత్రమే ఆధారపడి ఉంటుంది.
అయినప్పటికీ, చాలావరకు నివేదించబడిన CSHN-ఆధారిత సెన్సార్‌లు (Fig. 2b(4)) సంశ్లేషణ చేయబడిన CS మెటీరియల్ యొక్క పౌడర్‌లను చిప్‌లపైకి బదిలీ చేయడం ద్వారా రూపొందించబడ్డాయి.ఈ సందర్భంలో, సెన్సార్ యొక్క ప్రసరణ మార్గం హౌసింగ్ మందం (hs) ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది.కిమ్ బృందం గ్యాస్ డిటెక్షన్ పనితీరుపై hs ప్రభావాన్ని పరిశోధించింది మరియు సాధ్యమయ్యే గుర్తింపు యంత్రాంగాన్ని 100,112,145,146,147,148 ప్రతిపాదించింది. ఈ నిర్మాణం యొక్క సెన్సింగ్ మెకానిజంకు రెండు కారకాలు దోహదం చేస్తాయని నమ్ముతారు: (1) షెల్ యొక్క EDL యొక్క రేడియల్ మాడ్యులేషన్ మరియు (2) ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ స్మెరింగ్ ఎఫెక్ట్ (Fig. 8) 145. వాహక ఛానల్ అని పరిశోధకులు పేర్కొన్నారు. షెల్ లేయర్ యొక్క hs > λD 145 ఉన్నప్పుడు క్యారియర్‌లు ఎక్కువగా షెల్ లేయర్‌కు పరిమితం చేయబడతాయి. ఈ నిర్మాణం యొక్క సెన్సింగ్ మెకానిజంకు రెండు కారకాలు దోహదం చేస్తాయని నమ్ముతారు: (1) షెల్ యొక్క EDL యొక్క రేడియల్ మాడ్యులేషన్ మరియు (2) ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ స్మెరింగ్ ఎఫెక్ట్ (Fig. 8) 145. వాహక ఛానల్ అని పరిశోధకులు పేర్కొన్నారు. షెల్ లేయర్ యొక్క hs > λD 145 ఉన్నప్పుడు క్యారియర్‌లు ఎక్కువగా షెల్ లేయర్‌కు పరిమితం చేయబడతాయి. Считается, что в механизме восприятия этой структуры участвуют два фактора: (1) радиальная модуляция ДЭС оболочки и (2) эффект размытия электрического поля (рис. 8) 145. Исследователи отметили, что канал проводимости носителей в основном приурочено к оболочке, когда hs > λD оболочки145. ఈ నిర్మాణం యొక్క అవగాహన యొక్క మెకానిజంలో రెండు కారకాలు పాలుపంచుకున్నాయని నమ్ముతారు: (1) షెల్ యొక్క EDL యొక్క రేడియల్ మాడ్యులేషన్ మరియు (2) ఎలెక్ట్రిక్ ఫీల్డ్‌ను అస్పష్టం చేసే ప్రభావం (Fig. 8) 145. పరిశోధకులు దీనిని గుర్తించారు. hs > λD షెల్లు145 అయినప్పుడు క్యారియర్ కండక్షన్ ఛానల్ ప్రధానంగా షెల్‌కు పరిమితమై ఉంటుంది.ఈ నిర్మాణం యొక్క గుర్తింపు యంత్రాంగానికి రెండు కారకాలు దోహదం చేస్తాయని నమ్ముతారు: (1) షెల్ యొక్క DEL యొక్క రేడియల్ మాడ్యులేషన్ మరియు (2) ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ స్మెరింగ్ ప్రభావం (Fig. 8) 145.研究人员提到传导通道当壳层的hs > λD145 时，载流子的数量主要局限于壳局 > λD145 时，载流子的数量主要局限于壳层。 ఆస్లేడోవాటెలి ఒట్మెటిలీ, చ్టో కెనాల్ ప్రోవోడిమోస్టి కోగ్డా హెచ్ఎస్ > λD145 ఒబోలోచ్కీ, కోలిచెస్ట్వో నోసిథల్ గ్యాంగ్ కండక్షన్ ఛానెల్ hs > λD145 షెల్ యొక్క, క్యారియర్‌ల సంఖ్య ప్రధానంగా షెల్ ద్వారా పరిమితం చేయబడిందని పరిశోధకులు గుర్తించారు.కాబట్టి, CSHN ఆధారంగా సెన్సార్ యొక్క రెసిస్టివ్ మాడ్యులేషన్‌లో, క్లాడింగ్ DEL యొక్క రేడియల్ మాడ్యులేషన్ ప్రబలంగా ఉంటుంది (Fig. 8a).అయినప్పటికీ, షెల్ యొక్క hs ≤ λD వద్ద, షెల్ ద్వారా శోషించబడిన ఆక్సిజన్ కణాలు మరియు CS హెటెరోజంక్షన్ వద్ద ఏర్పడిన హెటెరోజంక్షన్ పూర్తిగా ఎలక్ట్రాన్‌ల నుండి క్షీణించబడతాయి. అందువల్ల, ప్రసరణ ఛానల్ షెల్ పొర లోపల మాత్రమే కాకుండా పాక్షికంగా ప్రధాన భాగంలో కూడా ఉంటుంది, ముఖ్యంగా షెల్ లేయర్ యొక్క hs < λD ఉన్నప్పుడు. అందువల్ల, ప్రసరణ ఛానల్ షెల్ పొర లోపల మాత్రమే కాకుండా పాక్షికంగా ప్రధాన భాగంలో కూడా ఉంటుంది, ముఖ్యంగా షెల్ లేయర్ యొక్క hs < λD ఉన్నప్పుడు. Поэтому канал проводимости располагается не только внутри оболочечного слоя, но и частично в сердцевинной части, особенно при hs < λD оболочечного слоя. అందువల్ల, ప్రసరణ ఛానల్ షెల్ పొర లోపల మాత్రమే కాకుండా, పాక్షికంగా ప్రధాన భాగంలో కూడా ఉంది, ముఖ్యంగా షెల్ లేయర్ యొక్క hs < λD వద్ద.మీరు hs <λD 时. పొటోము కెనాల్ ప్రోవోడిమోస్టి రాస్పోలగాట్సియా నే టోల్కో వ్నుట్రీ ఒబోలోచ్కి, నో అండ్ హాస్టిచ్నో వొ హెచ్‌సిడ్, హెచ్‌ఎస్‌పి, అందువల్ల, ప్రసరణ ఛానల్ షెల్ లోపల మాత్రమే కాకుండా, పాక్షికంగా కోర్లో కూడా ఉంది, ముఖ్యంగా షెల్ యొక్క hs < λD వద్ద.ఈ సందర్భంలో, పూర్తిగా క్షీణించిన ఎలక్ట్రాన్ షెల్ మరియు పాక్షికంగా క్షీణించిన కోర్ పొర రెండూ మొత్తం CSHN యొక్క ప్రతిఘటనను మాడ్యులేట్ చేయడంలో సహాయపడతాయి, ఫలితంగా ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ టెయిల్ ఎఫెక్ట్ (Fig. 8b).కొన్ని ఇతర అధ్యయనాలు hs ప్రభావం100,148ని విశ్లేషించడానికి ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ టెయిల్‌కు బదులుగా EDL వాల్యూమ్ భిన్నం భావనను ఉపయోగించాయి.ఈ రెండు సహకారాలను పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, Fig. 8cలో చూపిన విధంగా hs షీత్ λDతో పోల్చబడినప్పుడు CSHN నిరోధకత యొక్క మొత్తం మాడ్యులేషన్ దాని గొప్ప విలువను చేరుకుంటుంది.కాబట్టి, CSHN కోసం సరైన hs షెల్ λDకి దగ్గరగా ఉంటుంది, ఇది ప్రయోగాత్మక పరిశీలనలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది99,144,145,146,149.CSHN-ఆధారిత pn-heterojunction సెన్సార్లు40,148 యొక్క సున్నితత్వాన్ని కూడా hs ప్రభావితం చేస్తుందని అనేక అధ్యయనాలు చూపించాయి.లి మరియు ఇతరులు.148 మరియు బాయి మరియు ఇతరులు.40 క్లాడింగ్ ALD సైకిల్‌ను మార్చడం ద్వారా TiO2@CuO మరియు ZnO@NiO వంటి pn-heterojunction CSHN సెన్సార్‌ల పనితీరుపై hs ప్రభావాన్ని క్రమపద్ధతిలో పరిశోధించారు.ఫలితంగా, పెరుగుతున్న hs40,148తో ఇంద్రియ ప్రవర్తన p-రకం నుండి n-రకానికి మార్చబడింది.ఈ ప్రవర్తన మొదట (పరిమిత సంఖ్యలో ALD సైకిల్స్‌తో) హెటెరోస్ట్రక్చర్‌లను సవరించిన హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్‌లుగా పరిగణించవచ్చు.అందువలన, ప్రసరణ ఛానల్ కోర్ లేయర్ (p-టైప్ MOSFET) ద్వారా పరిమితం చేయబడింది మరియు సెన్సార్ p-రకం గుర్తింపు ప్రవర్తనను ప్రదర్శిస్తుంది.ALD చక్రాల సంఖ్య పెరిగేకొద్దీ, క్లాడింగ్ లేయర్ (n-రకం MOSFET) పాక్షిక-నిరంతరంగా మారుతుంది మరియు వాహక ఛానల్‌గా పనిచేస్తుంది, ఫలితంగా n-రకం సున్నితత్వం ఏర్పడుతుంది.pn బ్రాంచ్డ్ హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్స్ 150,151 కోసం ఇలాంటి ఇంద్రియ పరివర్తన ప్రవర్తన నివేదించబడింది.జౌ మరియు ఇతరులు.150 Mn3O4 నానోవైర్ల ఉపరితలంపై Zn2SnO4 కంటెంట్‌ను నియంత్రించడం ద్వారా Zn2SnO4@Mn3O4 బ్రాంచ్డ్ హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్‌ల యొక్క సున్నితత్వాన్ని పరిశోధించింది.Mn3O4 ఉపరితలంపై Zn2SnO4 కేంద్రకాలు ఏర్పడినప్పుడు, p-రకం సున్నితత్వం గమనించబడింది.Zn2SnO4 కంటెంట్‌లో మరింత పెరుగుదలతో, బ్రాంచ్డ్ Zn2SnO4@Mn3O4 హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్‌ల ఆధారంగా సెన్సార్ n-టైప్ సెన్సార్ ప్రవర్తనకు మారుతుంది.
CS నానోవైర్ల యొక్క రెండు-ఫంక్షనల్ సెన్సార్ మెకానిజం యొక్క సంభావిత వివరణ చూపబడింది.ఎలక్ట్రాన్-క్షీణించిన షెల్‌ల రేడియల్ మాడ్యులేషన్ కారణంగా రెసిస్టెన్స్ మాడ్యులేషన్, b రెసిస్టెన్స్ మాడ్యులేషన్‌పై స్మెరింగ్ యొక్క ప్రతికూల ప్రభావం మరియు c రెండు ప్రభావాల కలయిక కారణంగా CS నానోవైర్‌ల మొత్తం నిరోధక మాడ్యులేషన్ 40
ముగింపులో, టైప్ II సెన్సార్‌లు అనేక విభిన్న క్రమానుగత నానోస్ట్రక్చర్‌లను కలిగి ఉంటాయి మరియు సెన్సార్ పనితీరు వాహక ఛానెల్‌ల అమరికపై ఎక్కువగా ఆధారపడి ఉంటుంది.అందువల్ల, సెన్సార్ యొక్క ప్రసరణ ఛానల్ యొక్క స్థానాన్ని నియంత్రించడం మరియు టైప్ II సెన్సార్ల యొక్క విస్తరించిన సెన్సింగ్ మెకానిజంను అధ్యయనం చేయడానికి తగిన హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్డ్ MOS మోడల్‌ను ఉపయోగించడం చాలా కీలకం.
రకం III సెన్సార్ నిర్మాణాలు చాలా సాధారణం కాదు, మరియు వాహక ఛానల్ వరుసగా రెండు ఎలక్ట్రోడ్‌లకు అనుసంధానించబడిన రెండు సెమీకండక్టర్ల మధ్య ఏర్పడిన హెటెరోజంక్షన్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది.ప్రత్యేకమైన పరికర నిర్మాణాలు సాధారణంగా మైక్రోమచినింగ్ పద్ధతుల ద్వారా పొందబడతాయి మరియు వాటి సెన్సింగ్ మెకానిజమ్‌లు మునుపటి రెండు సెన్సార్ నిర్మాణాల నుండి చాలా భిన్నంగా ఉంటాయి.48,152,153 హెటెరోజంక్షన్ నిర్మాణం కారణంగా టైప్ III సెన్సార్ యొక్క IV వక్రత సాధారణంగా సాధారణ సరిదిద్దే లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తుంది.ఆదర్శవంతమైన హెటెరోజంక్షన్ యొక్క I-V లక్షణ వక్రరేఖను హెటెరోజంక్షన్ అవరోధం 152,154,155 ఎత్తుపై ఎలక్ట్రాన్ ఉద్గార థర్మియోనిక్ మెకానిజం ద్వారా వివరించవచ్చు.
ఇక్కడ Va అనేది బయాస్ వోల్టేజ్, A అనేది పరికర ప్రాంతం, k అనేది బోల్ట్జ్‌మాన్ స్థిరాంకం, T అనేది సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రత, q అనేది క్యారియర్ ఛార్జ్, Jn మరియు Jp వరుసగా రంధ్రం మరియు ఎలక్ట్రాన్ డిఫ్యూజన్ కరెంట్ సాంద్రతలు.IS రివర్స్ సంతృప్త ప్రవాహాన్ని సూచిస్తుంది, ఇలా నిర్వచించబడింది: 152,154,155
కాబట్టి, pn హెటెరోజంక్షన్ యొక్క మొత్తం కరెంట్ ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల ఏకాగ్రతలో మార్పు మరియు హెటెరోజంక్షన్ యొక్క అవరోధం యొక్క ఎత్తులో మార్పుపై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఇది సమీకరణాలు (3) మరియు (4) 156లో చూపబడింది
ఇక్కడ nn0 మరియు pp0 అనేది n-రకం (p-టైప్) MOSలో ఎలక్ట్రాన్‌ల (రంధ్రాల) గాఢత, \(V_{bi}^0\) అనేది అంతర్నిర్మిత సంభావ్యత, Dp (Dn) అనేది వ్యాప్తి గుణకం ఎలక్ట్రాన్లు (రంధ్రాలు), Ln (Lp ) అనేది ఎలక్ట్రాన్ల (రంధ్రాలు) యొక్క విస్తరణ పొడవు, ΔEv (ΔEc) అనేది హెటెరోజంక్షన్ వద్ద వాలెన్స్ బ్యాండ్ (కండక్షన్ బ్యాండ్) యొక్క శక్తి మార్పు.ప్రస్తుత సాంద్రత క్యారియర్ సాంద్రతకు అనులోమానుపాతంలో ఉన్నప్పటికీ, ఇది \(V_{bi}^0\)కి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది.అందువల్ల, ప్రస్తుత సాంద్రతలో మొత్తం మార్పు హెటెరోజంక్షన్ అవరోధం యొక్క ఎత్తు యొక్క మాడ్యులేషన్‌పై బలంగా ఆధారపడి ఉంటుంది.
పైన పేర్కొన్నట్లుగా, హెటెరో-నానోస్ట్రక్చర్డ్ MOSFETల సృష్టి (ఉదాహరణకు, టైప్ I మరియు టైప్ II పరికరాలు) వ్యక్తిగత భాగాల కంటే సెన్సార్ పనితీరును గణనీయంగా మెరుగుపరుస్తుంది.మరియు రకం III పరికరాల కోసం, పదార్థం యొక్క రసాయన కూర్పుపై ఆధారపడి హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్ ప్రతిస్పందన రెండు భాగాలు 48,153 లేదా ఒక కాంపోనెంట్76 కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది.గ్యాస్48,75,76,153 లక్ష్యానికి ఒక భాగం సున్నితంగా లేనప్పుడు హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్‌ల ప్రతిస్పందన ఒకే భాగం కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉంటుందని అనేక నివేదికలు చూపించాయి.ఈ సందర్భంలో, లక్ష్య వాయువు సున్నితమైన పొరతో మాత్రమే సంకర్షణ చెందుతుంది మరియు సున్నితమైన పొర యొక్క మార్పు Ef మరియు హెటెరోజంక్షన్ అవరోధం యొక్క ఎత్తులో మార్పుకు కారణమవుతుంది.అప్పుడు పరికరం యొక్క మొత్తం కరెంట్ గణనీయంగా మారుతుంది, ఎందుకంటే ఇది సమీకరణం ప్రకారం హెటెరోజంక్షన్ అవరోధం యొక్క ఎత్తుకు విలోమ సంబంధం కలిగి ఉంటుంది.(3) మరియు (4) 48,76,153.అయినప్పటికీ, n-రకం మరియు p-రకం భాగాలు రెండూ లక్ష్య వాయువుకు సున్నితంగా ఉన్నప్పుడు, గుర్తింపు పనితీరు మధ్యలో ఎక్కడో ఉంటుంది.జోస్ మరియు ఇతరులు.76 ఒక పోరస్ NiO/SnO2 ఫిల్మ్ NO2 సెన్సార్‌ను స్పుట్టరింగ్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేసారు మరియు సెన్సార్ సెన్సిటివిటీ NiO ఆధారిత సెన్సార్ కంటే ఎక్కువగా ఉందని, కానీ SnO2 ఆధారిత సెన్సార్ కంటే తక్కువగా ఉందని కనుగొన్నారు.నమోదు చేయు పరికరము.ఈ దృగ్విషయం SnO2 మరియు NiO NO276కి వ్యతిరేక ప్రతిచర్యలను ప్రదర్శిస్తాయి.అలాగే, రెండు భాగాలు వేర్వేరు గ్యాస్ సెన్సిటివిటీలను కలిగి ఉన్నందున, అవి ఆక్సీకరణం మరియు వాయువులను తగ్గించడంలో ఒకే విధమైన ధోరణిని కలిగి ఉండవచ్చు.ఉదాహరణకు, క్వాన్ మరియు ఇతరులు.157 అంజీర్ 9aలో చూపిన విధంగా, వంపుతిరిగిన స్పుట్టరింగ్ ద్వారా NiO/SnO2 pn-heterojunction గ్యాస్ సెన్సార్‌ను ప్రతిపాదించింది.ఆసక్తికరంగా, NiO/SnO2 pn-heterojunction సెన్సార్ H2 మరియు NO2 (Fig. 9a) లకు అదే సున్నితత్వ ధోరణిని చూపింది.ఈ ఫలితాన్ని పరిష్కరించడానికి, క్వాన్ మరియు ఇతరులు.157 IV-లక్షణాలు మరియు కంప్యూటర్ అనుకరణలను (Fig. 9bd) ఉపయోగించి NO2 మరియు H2 క్యారియర్ సాంద్రతలను ఎలా మారుస్తాయో మరియు రెండు మెటీరియల్‌ల \(V_{bi}^0\)ని ఎలా ట్యూన్ చేశాయో క్రమపద్ధతిలో పరిశోధించారు (Fig. 9bd).గణాంకాలు 9b మరియు c వరుసగా p-NiO (pp0) మరియు n-SnO2 (nn0) ఆధారంగా సెన్సార్ల క్యారియర్ సాంద్రతను మార్చడానికి H2 మరియు NO2 సామర్థ్యాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి.NO2 వాతావరణంలో p-టైప్ NiO యొక్క pp0 కొద్దిగా మారిందని, H2 వాతావరణంలో (Fig. 9b) నాటకీయంగా మారిందని వారు చూపించారు.అయినప్పటికీ, n-రకం SnO2 కోసం, nn0 వ్యతిరేక మార్గంలో ప్రవర్తిస్తుంది (Fig. 9c).ఈ ఫలితాల ఆధారంగా, రచయితలు NiO/SnO2 pn హెటెరోజంక్షన్ ఆధారంగా సెన్సార్‌కు H2ని వర్తింపజేసినప్పుడు, nn0లో పెరుగుదల Jn పెరుగుదలకు దారితీసింది మరియు \(V_{bi}^0\) ఒక ప్రతిస్పందనలో తగ్గుదల (Fig. 9d).NO2కి బహిర్గతం అయిన తర్వాత, SnO2లో nn0లో పెద్ద తగ్గుదల మరియు NiOలో pp0లో స్వల్ప పెరుగుదల \(V_{bi}^0\)లో పెద్ద తగ్గుదలకు దారి తీస్తుంది, ఇది ఇంద్రియ ప్రతిస్పందనలో పెరుగుదలను నిర్ధారిస్తుంది (Fig. 9d ) 157 ముగింపులో, క్యారియర్‌ల ఏకాగ్రతలో మార్పులు మరియు \(V_{bi}^0\) మొత్తం కరెంట్‌లో మార్పులకు దారి తీస్తుంది, ఇది గుర్తించే సామర్థ్యాన్ని మరింత ప్రభావితం చేస్తుంది.
గ్యాస్ సెన్సార్ యొక్క సెన్సింగ్ మెకానిజం టైప్ III పరికరం యొక్క నిర్మాణంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.స్కానింగ్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీ (SEM) క్రాస్-సెక్షనల్ ఇమేజ్‌లు, p-NiO/n-SnO2 నానోకాయిల్ పరికరం మరియు H2 మరియు NO2 కోసం 200°C వద్ద p-NiO/n-SnO2 నానోకాయిల్ హెటెరోజంక్షన్ సెన్సార్ యొక్క సెన్సార్ లక్షణాలు;b , c-పరికరం యొక్క క్రాస్-సెక్షనల్ SEM మరియు p-NiO b-లేయర్ మరియు n-SnO2 సి-లేయర్‌తో పరికరం యొక్క అనుకరణ ఫలితాలు.b p-NiO సెన్సార్ మరియు c n-SnO2 సెన్సార్ పొడి గాలిలో మరియు H2 మరియు NO2కి బహిర్గతం అయిన తర్వాత I-V లక్షణాలను కొలుస్తుంది మరియు సరిపోల్చుతుంది.p-NiOలోని బి-హోల్ సాంద్రత యొక్క రెండు-డైమెన్షనల్ మ్యాప్ మరియు రంగు స్కేల్‌తో n-SnO2 లేయర్‌లోని సి-ఎలక్ట్రాన్‌ల మ్యాప్‌ను సెంటారస్ TCAD సాఫ్ట్‌వేర్ ఉపయోగించి రూపొందించారు.d పొడి గాలిలో p-NiO/n-SnO2 యొక్క 3D మ్యాప్, పర్యావరణంలో H2 మరియు NO2157ను చూపే అనుకరణ ఫలితాలు.
పదార్థం యొక్క రసాయన లక్షణాలతో పాటు, టైప్ III పరికరం యొక్క నిర్మాణం స్వీయ-శక్తితో కూడిన గ్యాస్ సెన్సార్లను సృష్టించే అవకాశాన్ని ప్రదర్శిస్తుంది, ఇది టైప్ I మరియు టైప్ II పరికరాలతో సాధ్యం కాదు.వాటి స్వాభావిక విద్యుత్ క్షేత్రం (BEF) కారణంగా, pn హెటెరోజంక్షన్ డయోడ్ నిర్మాణాలు సాధారణంగా ఫోటోవోల్టాయిక్ పరికరాలను నిర్మించడానికి మరియు ప్రకాశంలో గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద స్వీయ-శక్తితో పనిచేసే ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ గ్యాస్ సెన్సార్‌లను తయారు చేయడానికి సామర్థ్యాన్ని చూపడానికి ఉపయోగిస్తారు.హెటెరోఇంటర్‌ఫేస్‌లో BEF, పదార్థాల ఫెర్మి స్థాయిలలో వ్యత్యాసం కారణంగా, ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతలను వేరు చేయడానికి కూడా దోహదపడుతుంది.స్వీయ-శక్తితో పనిచేసే ఫోటోవోల్టాయిక్ గ్యాస్ సెన్సార్ యొక్క ప్రయోజనం దాని తక్కువ శక్తి వినియోగం, ఎందుకంటే ఇది ప్రకాశించే కాంతి యొక్క శక్తిని గ్రహించి, బాహ్య శక్తి వనరు అవసరం లేకుండా తనను తాను లేదా ఇతర సూక్ష్మ పరికరాలను నియంత్రించగలదు.ఉదాహరణకు, Tanuma మరియు Sugiyama162 SnO2-ఆధారిత పాలీక్రిస్టలైన్ CO2 సెన్సార్‌లను సక్రియం చేయడానికి NiO/ZnO pn హెటెరోజక్షన్‌లను సౌర ఘటాలుగా రూపొందించాయి.గాడ్ మరియు ఇతరులు.74 అంజీర్ 10aలో చూపిన విధంగా, Si/ZnO@CdS pn హెటెరోజంక్షన్ ఆధారంగా స్వీయ-శక్తితో పనిచేసే ఫోటోవోల్టాయిక్ గ్యాస్ సెన్సార్‌ను నివేదించింది.Si/ZnO pn హెటెరోజక్షన్‌లను రూపొందించడానికి నిలువుగా ఆధారితమైన ZnO నానోవైర్లు నేరుగా p-రకం సిలికాన్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లపై పెంచబడ్డాయి.రసాయన ఉపరితల మార్పు ద్వారా ZnO నానోవైర్ల ఉపరితలంపై CdS నానోపార్టికల్స్ సవరించబడ్డాయి.అంజీర్ న.10a O2 మరియు ఇథనాల్ కోసం ఆఫ్-లైన్ Si/ZnO@CdS సెన్సార్ ప్రతిస్పందన ఫలితాలను చూపుతుంది.ప్రకాశం కింద, Si/ZnO హెటెరోఇంటర్‌ఫేస్ వద్ద BEP సమయంలో ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జతలను వేరు చేయడం వల్ల ఓపెన్-సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ (Voc) కనెక్ట్ చేయబడిన డయోడ్‌ల సంఖ్య 74,161తో సరళంగా పెరుగుతుంది.Vocని సమీకరణం ద్వారా సూచించవచ్చు.(5) 156,
ఇక్కడ ND, NA మరియు Ni వరుసగా దాతలు, అంగీకరించేవారు మరియు అంతర్గత క్యారియర్‌ల సాంద్రతలు మరియు k, T మరియు q మునుపటి సమీకరణంలో ఉన్న అదే పారామితులు.ఆక్సీకరణ వాయువులకు గురైనప్పుడు, అవి ZnO నానోవైర్ల నుండి ఎలక్ట్రాన్‌లను సంగ్రహిస్తాయి, ఇది \(N_D^{ZnO}\) మరియు Vocలో తగ్గుదలకు దారితీస్తుంది.దీనికి విరుద్ధంగా, గ్యాస్ తగ్గింపు ఫలితంగా వోక్ (Fig. 10a) పెరిగింది.ZnOని CdS నానోపార్టికల్స్‌తో అలంకరించేటప్పుడు, CdS నానోపార్టికల్స్‌లోని ఫోటోఎక్సైటెడ్ ఎలక్ట్రాన్‌లు ZnO యొక్క కండక్షన్ బ్యాండ్‌లోకి ఇంజెక్ట్ చేయబడతాయి మరియు శోషించబడిన వాయువుతో సంకర్షణ చెందుతాయి, తద్వారా అవగాహన సామర్థ్యం 74,160 పెరుగుతుంది.Si/ZnO ఆధారంగా ఇదే విధమైన స్వీయ-శక్తితో పనిచేసే ఫోటోవోల్టాయిక్ గ్యాస్ సెన్సార్‌ను హాఫ్‌మన్ మరియు ఇతరులు నివేదించారు.160, 161 (Fig. 10b).పని ఫంక్షన్‌ను సర్దుబాటు చేయడానికి, అమైన్-ఫంక్షనలైజ్డ్ ZnO నానోపార్టికల్స్ ([3-(2-అమినోథైలమినో) ప్రొపైల్]ట్రిమెథాక్సిసిలేన్) (అమినో-ఫంక్షనలైజ్డ్-SAM) మరియు థియోల్ ((3-మెర్‌కాప్‌టోప్రొపైల్)-ఫంక్షనలైజ్‌ల లైన్‌ను ఉపయోగించి ఈ సెన్సార్‌ను తయారు చేయవచ్చు. NO2 (ట్రైమెథాక్సిసిలేన్) (థియోల్-ఫంక్షనలైజ్డ్-SAM)) (Fig. 10b) 74,161 యొక్క ఎంపిక గుర్తింపు కోసం లక్ష్య వాయువు.
రకం III పరికరం యొక్క నిర్మాణం ఆధారంగా స్వీయ-శక్తితో పనిచేసే ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ గ్యాస్ సెన్సార్.Si/ZnO@CdS ఆధారంగా స్వీయ-శక్తితో పనిచేసే ఫోటోవోల్టాయిక్ గ్యాస్ సెన్సార్, స్వీయ-శక్తితో పనిచేసే సెన్సింగ్ మెకానిజం మరియు సూర్యకాంతి కింద ఆక్సిడైజ్ చేయబడిన (O2) మరియు తగ్గిన (1000 ppm ఇథనాల్) వాయువులకు సెన్సార్ ప్రతిస్పందన;టెర్మినల్ అమైన్‌లు మరియు థియోల్స్‌తో ZnO SAM యొక్క ఫంక్షనలైజేషన్ తర్వాత Si ZnO/ZnO సెన్సార్లు మరియు వివిధ వాయువులకు సెన్సార్ ప్రతిస్పందనల ఆధారంగా 74b స్వీయ-శక్తితో పనిచేసే ఫోటోవోల్టాయిక్ గ్యాస్ సెన్సార్ 161
అందువల్ల, రకం III సెన్సార్ల యొక్క సున్నితమైన యంత్రాంగాన్ని చర్చిస్తున్నప్పుడు, హెటెరోజంక్షన్ అవరోధం యొక్క ఎత్తులో మార్పు మరియు క్యారియర్ ఏకాగ్రతను ప్రభావితం చేసే వాయువు సామర్థ్యాన్ని గుర్తించడం చాలా ముఖ్యం.అదనంగా, ప్రకాశం వాయువులతో ప్రతిస్పందించే ఫోటోజెనరేటెడ్ క్యారియర్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది స్వీయ-శక్తితో కూడిన వాయువు గుర్తింపుకు ఆశాజనకంగా ఉంటుంది.
ఈ సాహిత్య సమీక్షలో చర్చించినట్లుగా, సెన్సార్ పనితీరును మెరుగుపరచడానికి అనేక విభిన్న MOS హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్‌లు రూపొందించబడ్డాయి.వెబ్ ఆఫ్ సైన్స్ డేటాబేస్ వివిధ కీలక పదాల కోసం శోధించబడింది (మెటల్ ఆక్సైడ్ మిశ్రమాలు, కోర్-షీత్ మెటల్ ఆక్సైడ్లు, లేయర్డ్ మెటల్ ఆక్సైడ్లు మరియు స్వీయ-శక్తితో కూడిన గ్యాస్ ఎనలైజర్లు) అలాగే విలక్షణమైన లక్షణాలు (సమృద్ధి, సున్నితత్వం/సెలెక్టివిటీ, విద్యుత్ ఉత్పత్తి సామర్థ్యం, ​​తయారీ) .విధానం ఈ మూడు పరికరాలలో మూడింటి యొక్క లక్షణాలు టేబుల్ 2లో చూపబడ్డాయి. అధిక పనితీరు గల గ్యాస్ సెన్సార్ల కోసం మొత్తం డిజైన్ కాన్సెప్ట్ Yamazoe ప్రతిపాదించిన మూడు కీలక అంశాలను విశ్లేషించడం ద్వారా చర్చించబడింది.MOS హెటెరోస్ట్రక్చర్ సెన్సార్‌ల కోసం మెకానిజమ్స్ గ్యాస్ సెన్సార్‌లను ప్రభావితం చేసే కారకాలను అర్థం చేసుకోవడానికి, వివిధ MOS పారామితులు (ఉదా, ధాన్యం పరిమాణం, ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత, లోపం మరియు ఆక్సిజన్ ఖాళీ సాంద్రత, ఓపెన్ క్రిస్టల్ ప్లేన్‌లు) జాగ్రత్తగా అధ్యయనం చేయబడ్డాయి.సెన్సార్ సెన్సింగ్ ప్రవర్తనకు కీలకమైన పరికరం నిర్మాణం, నిర్లక్ష్యం చేయబడింది మరియు అరుదుగా చర్చించబడింది.ఈ సమీక్ష మూడు విలక్షణమైన పరికర నిర్మాణాన్ని గుర్తించడానికి అంతర్లీన విధానాలను చర్చిస్తుంది.
టైప్ I సెన్సార్‌లోని సెన్సింగ్ మెటీరియల్ యొక్క ధాన్యం పరిమాణం నిర్మాణం, తయారీ పద్ధతి మరియు హెటెరోజక్షన్‌ల సంఖ్య సెన్సార్ యొక్క సున్నితత్వాన్ని బాగా ప్రభావితం చేస్తుంది.అదనంగా, సెన్సార్ యొక్క ప్రవర్తన భాగాల మోలార్ నిష్పత్తి ద్వారా కూడా ప్రభావితమవుతుంది.టైప్ II పరికర నిర్మాణాలు (అలంకరణ హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్‌లు, బిలేయర్ లేదా మల్టీలేయర్ ఫిల్మ్‌లు, హెచ్‌ఎస్‌ఎస్‌ఎన్‌లు) రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ భాగాలను కలిగి ఉన్న అత్యంత ప్రజాదరణ పొందిన పరికర నిర్మాణాలు, మరియు ఒక భాగం మాత్రమే ఎలక్ట్రోడ్‌కు కనెక్ట్ చేయబడింది.ఈ పరికర నిర్మాణం కోసం, వాహక మార్గాల స్థానాన్ని మరియు వాటి సంబంధిత మార్పులను గుర్తించడం అనేది అవగాహన యొక్క యంత్రాంగాన్ని అధ్యయనం చేయడంలో కీలకం.టైప్ II పరికరాలు అనేక విభిన్న క్రమానుగత హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్‌లను కలిగి ఉన్నందున, అనేక విభిన్న సెన్సింగ్ మెకానిజమ్‌లు ప్రతిపాదించబడ్డాయి.రకం III ఇంద్రియ నిర్మాణంలో, వాహక ఛానల్ హెటెరోజంక్షన్ వద్ద ఏర్పడిన హెటెరోజంక్షన్ ద్వారా ఆధిపత్యం చెలాయిస్తుంది మరియు అవగాహన విధానం పూర్తిగా భిన్నంగా ఉంటుంది.అందువల్ల, టైప్ III సెన్సార్‌కు లక్ష్య వాయువును బహిర్గతం చేసిన తర్వాత హెటెరోజంక్షన్ అవరోధం యొక్క ఎత్తులో మార్పును గుర్తించడం చాలా ముఖ్యం.ఈ డిజైన్‌తో, విద్యుత్ వినియోగాన్ని తగ్గించడానికి స్వీయ-శక్తితో పనిచేసే ఫోటోవోల్టాయిక్ గ్యాస్ సెన్సార్‌లను తయారు చేయవచ్చు.అయినప్పటికీ, ప్రస్తుత కల్పన ప్రక్రియ చాలా క్లిష్టంగా ఉంటుంది మరియు సాంప్రదాయ MOS-ఆధారిత కెమో-రెసిస్టివ్ గ్యాస్ సెన్సార్‌ల కంటే సున్నితత్వం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది కాబట్టి, స్వీయ-శక్తితో పనిచేసే గ్యాస్ సెన్సార్‌ల పరిశోధనలో ఇంకా చాలా పురోగతి ఉంది.
క్రమానుగత హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్లతో గ్యాస్ MOS సెన్సార్ల యొక్క ప్రధాన ప్రయోజనాలు వేగం మరియు అధిక సున్నితత్వం.అయినప్పటికీ, MOS గ్యాస్ సెన్సార్‌ల యొక్క కొన్ని కీలక సమస్యలు (ఉదా, అధిక ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత, దీర్ఘకాలిక స్థిరత్వం, పేలవమైన ఎంపిక మరియు పునరుత్పత్తి, తేమ ప్రభావాలు మొదలైనవి) ఇప్పటికీ ఉన్నాయి మరియు వాటిని ఆచరణాత్మక అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించే ముందు పరిష్కరించాల్సిన అవసరం ఉంది.ఆధునిక MOS గ్యాస్ సెన్సార్లు సాధారణంగా అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద పనిచేస్తాయి మరియు చాలా శక్తిని వినియోగిస్తాయి, ఇది సెన్సార్ యొక్క దీర్ఘకాలిక స్థిరత్వాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది.ఈ సమస్యను పరిష్కరించడానికి రెండు సాధారణ విధానాలు ఉన్నాయి: (1) తక్కువ పవర్ సెన్సార్ చిప్‌ల అభివృద్ధి;(2) తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద లేదా గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద కూడా పనిచేయగల కొత్త సున్నితమైన పదార్థాల అభివృద్ధి.తక్కువ-పవర్ సెన్సార్ చిప్‌ల అభివృద్ధికి ఒక విధానం ఏమిటంటే, సిరామిక్స్ మరియు సిలికాన్163 ఆధారంగా మైక్రోహీటింగ్ ప్లేట్‌లను తయారు చేయడం ద్వారా సెన్సార్ పరిమాణాన్ని తగ్గించడం.సిరామిక్ ఆధారిత మైక్రో హీటింగ్ ప్లేట్లు ప్రతి సెన్సార్‌కు దాదాపు 50–70 mVని వినియోగిస్తాయి, అయితే ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన సిలికాన్ ఆధారిత మైక్రో హీటింగ్ ప్లేట్లు 300 °C163,164 వద్ద నిరంతరంగా పని చేస్తున్నప్పుడు ఒక్కో సెన్సార్‌కు 2 mW వరకు వినియోగిస్తాయి.కొత్త సెన్సింగ్ మెటీరియల్స్ అభివృద్ధి అనేది ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రతను తగ్గించడం ద్వారా విద్యుత్ వినియోగాన్ని తగ్గించడానికి సమర్థవంతమైన మార్గం, మరియు సెన్సార్ స్థిరత్వాన్ని కూడా మెరుగుపరుస్తుంది.సెన్సార్ యొక్క సున్నితత్వాన్ని పెంచడానికి MOS యొక్క పరిమాణం తగ్గుతూనే ఉన్నందున, MOS యొక్క ఉష్ణ స్థిరత్వం మరింత సవాలుగా మారుతుంది, ఇది సెన్సార్ సిగ్నల్165లో డ్రిఫ్ట్‌కు దారి తీస్తుంది.అదనంగా, అధిక ఉష్ణోగ్రత హెటెరోఇంటర్‌ఫేస్ వద్ద పదార్థాల వ్యాప్తిని మరియు మిశ్రమ దశల ఏర్పాటును ప్రోత్సహిస్తుంది, ఇది సెన్సార్ యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ లక్షణాలను ప్రభావితం చేస్తుంది.తగిన సెన్సింగ్ మెటీరియల్‌లను ఎంచుకోవడం మరియు MOS హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్‌లను అభివృద్ధి చేయడం ద్వారా సెన్సార్ యొక్క వాంఛనీయ ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రతను తగ్గించవచ్చని పరిశోధకులు నివేదిస్తున్నారు.అధిక స్ఫటికాకార MOS హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్‌లను రూపొందించడానికి తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత పద్ధతి కోసం అన్వేషణ స్థిరత్వాన్ని మెరుగుపరచడానికి మరొక మంచి విధానం.
MOS సెన్సార్ల ఎంపిక అనేది మరొక ఆచరణాత్మక సమస్య, ఎందుకంటే వివిధ వాయువులు లక్ష్య వాయువుతో కలిసి ఉంటాయి, అయితే MOS సెన్సార్లు తరచుగా ఒకటి కంటే ఎక్కువ వాయువులకు సున్నితంగా ఉంటాయి మరియు తరచుగా క్రాస్ సెన్సిటివిటీని ప్రదర్శిస్తాయి.అందువల్ల, లక్ష్య వాయువుకు అలాగే ఇతర వాయువులకు సెన్సార్ ఎంపికను పెంచడం ఆచరణాత్మక అనువర్తనాలకు కీలకం.గత కొన్ని దశాబ్దాలుగా, ట్రైనింగ్ వెక్టర్ క్వాంటైజేషన్ (LVQ), ప్రిన్సిపల్ కాంపోనెంట్ అనాలిసిస్ (PCA) వంటి గణన విశ్లేషణ అల్గారిథమ్‌లతో కలిపి “ఎలక్ట్రానిక్ నోసెస్ (E-nose)” అని పిలువబడే గ్యాస్ సెన్సార్ల శ్రేణులను నిర్మించడం ద్వారా ఎంపిక పాక్షికంగా పరిష్కరించబడింది. మొదలైనవి ఇ.లైంగిక సమస్యలు.పాక్షిక తక్కువ చతురస్రాలు (PLS), మొదలైనవి. 31, 32, 33, 34. ఎలక్ట్రానిక్ ముక్కుల సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడంలో రెండు ప్రధాన అంశాలు (సెన్సర్‌ల సంఖ్య, సెన్సింగ్ మెటీరియల్ రకానికి దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంటాయి మరియు గణన విశ్లేషణ) కీలకం వాయువులను గుర్తించడానికి169.అయినప్పటికీ, సెన్సార్ల సంఖ్యను పెంచడానికి సాధారణంగా అనేక సంక్లిష్టమైన తయారీ ప్రక్రియలు అవసరమవుతాయి, కాబట్టి ఎలక్ట్రానిక్ ముక్కుల పనితీరును మెరుగుపరచడానికి ఒక సాధారణ పద్ధతిని కనుగొనడం చాలా కీలకం.అదనంగా, ఇతర పదార్థాలతో MOSని సవరించడం కూడా సెన్సార్ యొక్క ఎంపికను పెంచుతుంది.ఉదాహరణకు, NP Pdతో సవరించబడిన MOS యొక్క మంచి ఉత్ప్రేరక చర్య కారణంగా H2 యొక్క ఎంపిక గుర్తింపును సాధించవచ్చు.ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, పరిమాణ మినహాయింపు171,172 ద్వారా సెన్సార్ సెలెక్టివిటీని మెరుగుపరచడానికి కొంతమంది పరిశోధకులు MOS MOF ఉపరితలంపై పూత పూశారు.ఈ పని నుండి ప్రేరణ పొంది, మెటీరియల్ ఫంక్షనలైజేషన్ సెలెక్టివిటీ సమస్యను ఎలాగైనా పరిష్కరించవచ్చు.అయితే, సరైన పదార్థాన్ని ఎన్నుకోవడంలో ఇంకా చాలా పని చేయాల్సి ఉంది.
అదే పరిస్థితులు మరియు పద్ధతులలో తయారు చేయబడిన సెన్సార్ల లక్షణాల పునరావృతత అనేది పెద్ద-స్థాయి ఉత్పత్తి మరియు ఆచరణాత్మక అనువర్తనాలకు మరొక ముఖ్యమైన అవసరం.సాధారణంగా, సెంట్రిఫ్యూగేషన్ మరియు డిప్పింగ్ పద్ధతులు అధిక నిర్గమాంశ గ్యాస్ సెన్సార్‌లను రూపొందించడానికి తక్కువ ఖర్చుతో కూడిన పద్ధతులు.అయితే, ఈ ప్రక్రియల సమయంలో, సున్నితమైన పదార్థం సమగ్రంగా మారుతుంది మరియు సున్నితమైన పదార్థం మరియు ఉపరితల మధ్య సంబంధం బలహీనంగా మారుతుంది68, 138, 168. ఫలితంగా, సెన్సార్ యొక్క సున్నితత్వం మరియు స్థిరత్వం గణనీయంగా క్షీణిస్తుంది మరియు పనితీరు పునరుత్పత్తి అవుతుంది.స్పుట్టరింగ్, ALD, పల్సెడ్ లేజర్ డిపాజిషన్ (PLD), మరియు ఫిజికల్ ఆవిరి నిక్షేపణ (PVD) వంటి ఇతర కల్పన పద్ధతులు నేరుగా నమూనా సిలికాన్ లేదా అల్యూమినా సబ్‌స్ట్రేట్‌లపై బిలేయర్ లేదా మల్టీలేయర్ MOS ఫిల్మ్‌ల ఉత్పత్తిని అనుమతిస్తాయి.ఈ పద్ధతులు సున్నితమైన పదార్ధాల నిర్మాణాన్ని నివారిస్తాయి, సెన్సార్ పునరుత్పత్తిని నిర్ధారిస్తాయి మరియు ప్లానర్ థిన్-ఫిల్మ్ సెన్సార్‌ల భారీ-స్థాయి ఉత్పత్తి యొక్క సాధ్యతను ప్రదర్శిస్తాయి.అయినప్పటికీ, ఈ ఫ్లాట్ ఫిల్మ్‌ల యొక్క సున్నితత్వం సాధారణంగా 3D నానోస్ట్రక్చర్డ్ మెటీరియల్‌ల కంటే చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, వాటి చిన్న నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యం మరియు తక్కువ గ్యాస్ పారగమ్యత కారణంగా 41,174.నిర్మాణాత్మక మైక్రోరేలపై నిర్దిష్ట ప్రదేశాలలో MOS హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్‌లను పెంచడం మరియు సున్నితమైన పదార్థాల పరిమాణం, మందం మరియు పదనిర్మాణాన్ని ఖచ్చితంగా నియంత్రించడం కోసం కొత్త వ్యూహాలు అధిక పునరుత్పత్తి మరియు సున్నితత్వంతో పొర-స్థాయి సెన్సార్‌ల తక్కువ-ధర తయారీకి కీలకం.ఉదాహరణకు, లియు మరియు ఇతరులు.174 నిర్దిష్ట ప్రదేశాలలో సిటు Ni(OH)2 నానోవాల్‌లలో పెరగడం ద్వారా అధిక-నిర్గమాంశ స్ఫటికాలను రూపొందించడానికి కలిపి టాప్-డౌన్ మరియు బాటమ్-అప్ వ్యూహాన్ని ప్రతిపాదించింది..మైక్రోబర్నర్స్ కోసం పొరలు.
అదనంగా, ఆచరణాత్మక అనువర్తనాల్లో సెన్సార్‌పై తేమ ప్రభావాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకోవడం కూడా చాలా ముఖ్యం.సెన్సార్ మెటీరియల్‌లలోని శోషణ సైట్‌ల కోసం నీటి అణువులు ఆక్సిజన్ అణువులతో పోటీపడగలవు మరియు లక్ష్య వాయువుకు సెన్సార్ బాధ్యతను ప్రభావితం చేస్తాయి.ఆక్సిజన్ వలె, నీరు భౌతిక సోర్ప్షన్ ద్వారా అణువుగా పనిచేస్తుంది మరియు రసాయన శోషణ ద్వారా వివిధ రకాల ఆక్సీకరణ స్టేషన్లలో హైడ్రాక్సిల్ రాడికల్స్ లేదా హైడ్రాక్సిల్ సమూహాల రూపంలో కూడా ఉంటుంది.అదనంగా, పర్యావరణం యొక్క అధిక స్థాయి మరియు వేరియబుల్ తేమ కారణంగా, లక్ష్య వాయువుకు సెన్సార్ యొక్క విశ్వసనీయ ప్రతిస్పందన పెద్ద సమస్య.ఈ సమస్యను పరిష్కరించడానికి అనేక వ్యూహాలు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి, ఉదాహరణకు గ్యాస్ ప్రీకాన్సెంట్రేషన్177, తేమ పరిహారం మరియు క్రాస్-రియాక్టివ్ లాటిస్ పద్ధతులు178, అలాగే ఎండబెట్టడం పద్ధతులు179,180.అయినప్పటికీ, ఈ పద్ధతులు ఖరీదైనవి, సంక్లిష్టమైనవి మరియు సెన్సార్ యొక్క సున్నితత్వాన్ని తగ్గిస్తాయి.తేమ ప్రభావాలను అణిచివేసేందుకు అనేక చవకైన వ్యూహాలు ప్రతిపాదించబడ్డాయి.ఉదాహరణకు, SnO2ను Pd నానోపార్టికల్స్‌తో అలంకరించడం ద్వారా శోషించబడిన ఆక్సిజన్‌ను యానియోనిక్ కణాలుగా మార్చడం ప్రోత్సహిస్తుంది, అయితే NiO మరియు CuO వంటి నీటి అణువుల పట్ల అధిక అనుబంధం ఉన్న పదార్థాలతో SnO2ని ఫంక్షనలైజ్ చేయడం నీటి అణువులపై తేమ ఆధారపడకుండా నిరోధించడానికి రెండు మార్గాలు..సెన్సార్లు 181, 182, 183. అదనంగా, హైడ్రోఫోబిక్ ఉపరితలాలను రూపొందించడానికి హైడ్రోఫోబిక్ పదార్థాలను ఉపయోగించడం ద్వారా తేమ ప్రభావాన్ని కూడా తగ్గించవచ్చు36,138,184,185.అయినప్పటికీ, తేమ-నిరోధక గ్యాస్ సెన్సార్ల అభివృద్ధి ఇంకా ప్రారంభ దశలోనే ఉంది మరియు ఈ సమస్యలను పరిష్కరించడానికి మరింత అధునాతన వ్యూహాలు అవసరం.
ముగింపులో, MOS హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్‌లను సృష్టించడం ద్వారా గుర్తింపు పనితీరులో మెరుగుదలలు (ఉదా., సున్నితత్వం, ఎంపిక, తక్కువ వాంఛనీయ ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత) సాధించబడ్డాయి మరియు వివిధ మెరుగైన గుర్తింపు విధానాలు ప్రతిపాదించబడ్డాయి.నిర్దిష్ట సెన్సార్ యొక్క సెన్సింగ్ మెకానిజంను అధ్యయనం చేస్తున్నప్పుడు, పరికరం యొక్క రేఖాగణిత నిర్మాణాన్ని కూడా పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి.గ్యాస్ సెన్సార్ల పనితీరును మరింత మెరుగుపరచడానికి మరియు భవిష్యత్తులో మిగిలిన సవాళ్లను పరిష్కరించడానికి కొత్త సెన్సింగ్ మెటీరియల్‌లపై పరిశోధన మరియు అధునాతన ఫ్యాబ్రికేషన్ వ్యూహాలపై పరిశోధన అవసరం.సెన్సార్ లక్షణాల నియంత్రిత ట్యూనింగ్ కోసం, సెన్సార్ పదార్థాల సింథటిక్ పద్ధతి మరియు హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్ల పనితీరు మధ్య సంబంధాన్ని క్రమపద్ధతిలో నిర్మించడం అవసరం.అదనంగా, ఆధునిక క్యారెక్టరైజేషన్ పద్ధతులను ఉపయోగించి ఉపరితల ప్రతిచర్యలు మరియు హెటెరోఇంటర్‌ఫేస్‌లలో మార్పుల అధ్యయనం వారి అవగాహన యొక్క మెకానిజమ్‌లను విశదీకరించడంలో సహాయపడుతుంది మరియు హెటెరోనానోస్ట్రక్చర్డ్ మెటీరియల్స్ ఆధారంగా సెన్సార్‌ల అభివృద్ధికి సిఫార్సులను అందిస్తుంది.చివరగా, ఆధునిక సెన్సార్ ఫాబ్రికేషన్ వ్యూహాల అధ్యయనం వాటి పారిశ్రామిక అనువర్తనాల కోసం పొర స్థాయిలో సూక్ష్మ గ్యాస్ సెన్సార్‌ల కల్పనను అనుమతించవచ్చు.
జెంజెల్, NN మరియు ఇతరులు.పట్టణ ప్రాంతాలలో ఉబ్బసం ఉన్న పిల్లలలో ఇండోర్ నైట్రోజన్ డయాక్సైడ్ స్థాయిలు మరియు శ్వాసకోశ లక్షణాల యొక్క రేఖాంశ అధ్యయనం.పొరుగు.ఆరోగ్య దృక్పథం.116, 1428–1432 (2008).