【摘 要】
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二氧化氮（NO2）作为一种常见的有毒有害气体,对人类健康和大气环境均危害严重。目前,传统的NO2电阻式气体传感器所使用的传感材料依然是以Sn O2为代表的金属氧化物,工作温度高,功耗大且易于发生危险。为了适应新时代物联网技术的发展需求,新型室温可工作的高灵敏NO2传感材料亟待开发。在室温NO2传感领域,二维金属硫族化合物已受到广泛关注,展现了广阔的研究前景。在近几年,研究人员发现纯相的SnSe2在
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二氧化氮（NO2）作为一种常见的有毒有害气体,对人类健康和大气环境均危害严重。目前,传统的NO2电阻式气体传感器所使用的传感材料依然是以Sn O2为代表的金属氧化物,工作温度高,功耗大且易于发生危险。为了适应新时代物联网技术的发展需求,新型室温可工作的高灵敏NO2传感材料亟待开发。在室温NO2传感领域,二维金属硫族化合物已受到广泛关注,展现了广阔的研究前景。在近几年,研究人员发现纯相的SnSe2在室温下即可实现NO2传感,但其仍然存在灵敏度低的缺点,故有必要对其进行进一步的改进以获得新型NO2气敏材料。本论文从电子效应出发,选取与SnSe2能带匹配的Bi2Se3材料,通过改变前驱体种类,利用不同合成方法成功构筑了2D-2D SnSe2/Bi2Se3异质结构与SnSe2/Bi2Se3原位异质结构。其中,2D-2D SnSe2/Bi2Se3异质结构室温下对2 ppm NO2灵敏度为170%,响应恢复时间为47 s/139 s,较纯相的片状SnSe2仅30%的灵敏度提升明显;SnSe2/Bi2Se3原位异质结构由于在异质结构中保持了SnSe2的花状多级形貌室温下对2 ppm NO2灵敏度为380%,响应恢复时间为86 s/158 s,同时也较纯相花状SnSe2只有68%的灵敏度大幅提升。两种形貌的异质结构都具有良好的线性度、选择性和重复性。且SnSe2/Bi2Se3原位异质结构在湿度10%—40%下均能保持良好的NO2传感特性,具有良好的湿度稳定性。综上所述,本论文通过构筑异质结构,在保持SnSe2室温传感的基础上,进一步提升了其气敏性能。本研究不仅为NO2室温传感提供了新的材料,还为二维金属硫族化合物异质结的构筑提供了新的思路。
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