二维纳米材料在气体敏感领域的研究进展

二维纳米材料具有较高的比表面,并且其二维结构与器件设计具有良好的兼容性,因而在纳米器件研究领域得到了广泛关注。此外,二维纳米材料表界面活性高,可以有针对性对其进行表面修饰或者负载客体组分,从而构筑更为高级的异质结构和复合材料体系,从而使得器件性能得到了提高和优化。作为二维纳米材料的典型代表,石墨烯具有原子尺寸的厚度,其电学特性对于气体分子的吸附非常敏感,在气体传感器领域吸引了大量研究兴趣。近年来,其他一些二维材料,如金属氧化物、金属硫族化合物、磷烯、氮化硼、以及过渡金属碳化物或碳氮化合物等在气体传感器领域也表现出极大的研究潜力。

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最近,青岛大学张军课题组与德国洪堡大学的Nicola Pinna合作撰写了综述性论文,对二维纳米材料在气体敏感研究领域的最新进展进行了总结和评述。众所周知,材料的制备方法对材料的物化特性和后续器件整合具有重要影响,文章首先介绍了二维纳米材料的常规制备方法,并简要讨论了各种方法的特点;然后文章对如何将二维纳米材料作为敏感层整合到气体传感器件中,结合实例进行了归纳和分析;随后,对各种二维材料在气体传感器中的研究进展、敏感机理、性能影响因素、性能优化策略等方面进行了详细的讨论;最后,对该领域目前存在的问题和未来发展机遇与挑战进行了总结和展望。文章在线发表于Advanced Functional Materials(DOI: 10.1002/adfm.201702168)上。

此外,两个课题组在前期还围绕“纳米材料与室温传感”这一主题合作撰写了综述论文,发表于Advanced Materials 2016,28,795–831。

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