研究目的
开发基于钯-金纳米带的高稳定性超快氢气传感器，该传感器具有均匀的纳米间隙，以克服现有钯基传感器在低氢浓度和相变问题方面的局限性。
研究成果
钯金（Pd0.6Au0.4）纳米间隙电阻式（NRB）传感器通过15纳米纳米间隙，实现了对全浓度范围（0.005%-10%）氢气的超快速、线性和稳定检测，具有0.0027%的低检测限和优异的线性度。该传感器在长期存储及潮湿环境下仍能保持性能，为氢能源系统中的实际氢气传感应用铺平了道路。
研究不足
该研究聚焦于PdAu合金传感器；当金比例超过0.5时性能不佳。未充分探究七个月以上的长期稳定性及超出测试湿度范围的极端环境条件。其制备过程需精确控制温度与压力，这可能限制规?；?/p>
1：实验设计与方法选择：
采用直接金属转移（DMT）工艺结合聚苯乙烯（PS）基底收缩效应，制备出具有均匀纳米间隙的钯金纳米带阵列。理论模型包含吸附能和晶格变化的密度泛函理论（DFT）计算。
2：样品选择与数据来源：
制备了不同纳米间隙宽度（如15纳米）和合金成分（如Pd0.6Au0.4）的钯金纳米带（NRB）传感器。氢气浓度测试范围为受控环境下的0.005%至10%。
3：6Au4）的钯金纳米带（NRB）传感器。氢气浓度测试范围为受控环境下的005%至10%。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包括用于金属沉积的电子束蒸发仪、形态分析扫描电镜（JEOL-JSM 7500F）、晶体结构分析X射线衍射仪（Bruker AXS D8）、化学成分分析X射线光电子能谱仪（ESCALAB 250Xi-赛默飞世尔科技）以及电学测量的吉时利2400S源表。材料包含钯、金、PS基底、硅印章、CF3(CF2)5(CH2)2SiCl3自组装单分子层（SAM）及氢气。
4：8）、化学成分分析X射线光电子能谱仪（ESCALAB 250Xi-赛默飞世尔科技）以及电学测量的吉时利2400S源表。材料包含钯、金、PS基底、硅印章、CF3(CF2)5(CH2)2SiCl3自组装单分子层（SAM）及氢气。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：包括硅印章上SAM层形成、钯金沉积、液压与热处理下转移至PS基底、特定温度剥离以控制纳米间隙宽度、电极沉积等步骤。氢气传感测试在室温下通过受控气流进行。
5：数据分析方法：
气体传感响应值（GR）按(RS - R0)/R0 * 100计算，定义响应与恢复时间，采用ICH模型计算检测限（LOD），并通过DFT模拟吸附能与晶格常数变化。
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Scanning Electron Microscopy
JEOL-JSM 7500F
JEOL
Analyzing surface morphologies of the PdAu NRB array
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X-ray Diffractometer
Bruker AXS D8
Bruker
Performing XRD analysis to confirm crystallinity
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X-ray Photoelectron Spectroscopy
ESCALAB 250Xi
Thermo Fisher Scientific
Identifying chemical features of the alloy
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Source Meter
Keithley-2400S
Keithley
Measuring resistance change in sensors
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Electron Beam Evaporator
Depositing Pd and Au layers
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Gas-sensing Chamber
NEXTRON Co. Korea
Supplying high purity air and diluted H2 for sensing measurements
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