Nanoenergy and Biosystem Lab
Beijing Institute of Nanoenergy and Nanosystems, Chinese Academy of Sciences

【X-MOL】肖特基接触纳米线传感器

  物联网(Internet of Things, IoT)是未来智慧生活的重要支撑,物联网的建立离不开一个重要的组成单元-传感器,金属和半导体形成的肖特基接触传感器是其中的重要一员。开发高性能肖特基传感器一直是研究热点,中科院北京纳米能源与系统研究所的李舟研究员(点击查看介绍)团队一直从事肖特基传感器方面的研究,相关成果发表在Advanced Materials、Advanced Functional Materials、Nano Today等期刊。近日,该团队综述了肖特基接触纳米线传感器研究进展。

   肖特基结是金属与半导体接触的一种重要形式。半导体纳米线具有高的比表面积,显著增加了外部刺激与传感器的作用面积。作者综述了常见的纳米线和相应的肖特基器件。包括Si、GaN、ZnO、SiC、InAs、CdS、carbon nanotube (CNT)、GaAs等纳米线。

,金属和半导体形成的肖特基接触传感器是其中的重要一员。开发高性能肖特基传感器一直是研究热点,中科院北京纳米能源与系统研究所的李舟研究员(点击查看介绍)团队一直从事肖特基传感器方面的研究,相关成果发表在Advanced Materials、Advanced Functional Materials、Nano Today等期刊。近日,该团队综述了肖特基接触纳米线传感器研究进展。

肖特基结是金属与半导体接触的一种重要形式。半导体纳米线具有高的比表面积,显著增加了外部刺激与传感器的作用面积。作者综述了常见的纳米线和相应的肖特基器件。包括Si、GaN、ZnO、SiC、InAs、CdS、carbon nanotube (CNT)、GaAs等纳米线。

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  作者总结了金属和半导体纳米线材料选择的基本准则。从理论上解释了肖特基传感器高灵敏度来源。综述了肖特基接触纳米线传感器在分子、气体、光和应力检测方面的进展。总结了提高肖特基接触纳米线传感器性能的方法,包括缺陷工程、表面改性、压电电子学效应、压电光电子学效应等。

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  最后,作者对全文进行了总结并进行展望。肖特基接触纳米线传感器有其自身的优势,但目前仍然存在的问题和需要提高的地方,具体如下:(1)稳定性。纳米线高的比表面积和表面存在的悬挂键使得待检测刺激与纳米线形成大的作用面积和强的作用,但也增大了来自环境刺激的对传感器的影响。器件封装可以在一定程度解决此问题。(2)选择性。可以通过表面改性在纳米线表面修饰功能性的分子或材料可以在一定程度上提高器件对分子或气体检测的。(3)速度。缩短响应/回复时间以实现传感器实时检测和检测是需要克服的另一问题。目前,实验验证,压电电子学效应、压电光电子学效应、表面改性等方式能够缩短响应/回复时间。(4)多功能性。开发多功能传感器,满足多种信号的检测。① 可以通过元素掺杂,赋予纳米线额外的性质或增强某一性质;② 集成单一功能传感器形成阵列器件,实现传感器的多功能化。(5)柔性化。采用特殊构形设计或将传感器制备于柔性基体上实现。

  对于分布式的传感网络,能源供给对传感器长期稳定的运行十分重要,实现传感器的自驱动检测是一个可行的解决方案;另外,具有将微小机械功转换为电能的纳米发电机能够实现对分布式传感器功供能。

  这一成果近期发表在Advanced Materials 上,文章的第一作者是中科院北京纳米能源与系统研究所助理研究员孟建平,通讯作者为李舟研究员。

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