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用于室温气体检测的纸基硫化铅纳米线传感器

DOI：10.1109/JSEN.2018.2879895 期刊：IEEE Sensors Journal 出版年份：2018 更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要： 纸质气体传感器是柔性电子领域中一类新兴的重要器件。胶体纳米晶体兼具高比表面积与优异的溶液加工性，为高性能纸质气体传感器的开发提供了途径。限制纸质气体传感器性能的因素之一在于半导体纳米晶体的球形形貌，这导致难以构建稳定的传感网络来确保高效的载流子传输和机械鲁棒性。本研究通过在室温下将PbS纳米线喷涂于纸基材上，制备出灵敏且柔性的气体传感器。采用铅笔绘制石墨电极以简化传感器设计与制作流程。与通常组装成致密薄膜固体的球形PbS纳米晶体不同，纸基PbS纳米线传感器呈现多孔网络微结构，不仅为气体吸附与扩散提供高效通道，其固有柔性更赋予卓越的机械弯曲性能。该传感器在室温下对50 ppm NO?的响应值为17.5，响应/恢复时间分别为3秒和148秒。经历500次弯曲-回弹循环后，传感器仅出现轻微响应衰减（初始值的6%）且时间响应特性保持不变。研究提出NO?与O?在PbS表面的竞争吸附是传感机制，这解释了室温下高灵敏度与良好可逆性的成因。本成果凸显了溶液加工型纳米线作为柔性纸质气体传感器理想构筑单元的重要价值。
作者： Hao Kan，Min Li，Jingting Luo，Huan Liu，Shenglin Jiang，Guangzu Zhang，Baohui Zhang，Jingyao Liu，Zhixiang Hu
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过在室温下将PbS纳米线喷涂到纸基衬底上，展示一种用于NO2检测的灵敏且灵活的气体传感器。

研究成果

该基于硫化铅纳米线-纸基的传感器在室温下对二氧化氮检测展现出卓越的灵敏度、柔韧性与机械强度，凸显了可溶液加工纳米线在柔性气体传感器领域的应用潜力。

研究不足

该研究的局限性在于湿度对传感器响应的影响，这表明实际应用中需要进行湿度补偿。

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