Ko te whakawhanaketanga o te mahi teitei, te kawe me te iti o nga pukoro hau kei te piki haere te aro ki nga waahi o te aro turuki i te taiao, te haumarutanga, te taatai rongoa me te ahuwhenua.I roto i nga momo taputapu rapu, ko nga pūoko hau hau-waikura-whakawhitinga (MOS) te mea tino rongonui mo nga tono arumoni na te nui o te pumau, te utu iti, me te tairongo nui.Ko tetahi o nga huarahi tino nui ki te whakapai ake i te mahi o te puoro ko te hangahanga o nga heterojunctions MOS-nanosized (hetero-nanostructured MOS) mai i nga nanomaterials MOS.Heoi, he rereke te ahua o te pukoro MOS heteronanostructured ki tera o te pukoro hau MOS kotahi, na te mea he tino uaua.Ka pangia te mahinga o te puoro e nga momo tawhā, tae atu ki nga ahuatanga o te tinana me te matū o te rawa tairongo (pērā i te rahi o te witi, te kiato koha, me te waatea o te hāora rauemi), te pāmahana whakahaere, me te hanganga taputapu.He maha nga ariā e whakaatu ana tenei arotake mo te hoahoa i nga pukoro hau mahi teitei ma te tātari i te tikanga mohio o nga pūoko MOS hangahanga nano.I tua atu, ka korerohia te awe o te hanganga geometric o te taputapu, i whakatauhia e te hononga i waenga i nga mea tairongo me te hiko mahi.Ki te ako nahanaha te whanonga pūoko, ka whakamohiohia, ka matapakihia e tenei tuhinga te tikanga whanui o te tirohanga o nga anga hangahanga ahuahanga e toru o nga taputapu e ahu mai ana i nga momo rauemi heteronanostructured.Ko tenei tirohanga ka noho hei kaiarahi mo nga kaipanui a muri ake nei e ako ana i nga tikanga tairongo o nga pukoro hau me te whakawhanake i nga pukoro hau tino mahi.
Ko te parahanga o te hau he raruraru nui ake, he raruraru taiao nui o te ao e whakararu ana i te oranga o te tangata me nga mea ora.Ko te ngohanga o nga parahanga hau he maha nga raru hauora penei i te mate manawa, mate pukupuku pūkahukahu, reukemia tae noa ki te mate wawe1,2,3,4.Mai i te tau 2012 ki te tau 2016, e hia miriona nga tangata kua mate i te parahanga o te hau, a ia tau, e hia piriona nga tangata ka pa ki te kino o te hau5.Na reira, he mea nui ki te whakawhanake i nga pukoro hau kawe me te iti ka taea te tuku urupare mo te wa-pono me te mahi kitenga teitei (hei tauira, te tairongo, te whiriwhiri, te pumau, me nga wa whakautu me te whakaora).I tua atu i te aro turuki i te taiao, ka whai waahi nui nga pūoko hau i roto i te haumaru6,7,8, tātaritanga hauora9,10, ahumoana11 me etahi atu mara12.
I tenei wa, he maha nga pukoro hau kawe i runga i nga momo momo mahi kua whakauruhia, penei i te optical13,14,15,16,17,18, electrochemical19,20,21,22 me nga pūoko parenga matū23,24.I roto i a raatau, ko nga miihini whakaahuru matū whakarewa-oxide-semiconductor (MOS) he tino rongonui i roto i nga tono arumoni na te nui o te pumau me te utu iti25,26.Ka taea te whakatau i te kukū poke ma te kite noa i te huringa o te aukati MOS.I te timatanga o te tekau tau atu i 1960, ko te tuatahi o nga pukoro hau chemo-resistive i runga i nga kiriata angiangi ZnO i panuitia, i puta te hiahia nui ki te waahi o te rapu hau27,28.I tenei ra, he maha nga momo MOS e whakamahia ana hei taonga mo te hau, a ka taea te wehewehe ki nga waahanga e rua i runga i o raatau ahuatanga o te tinana: n-momo MOS me nga irahiko ko te nuinga o nga kaikawe utu me te momo-p MOS me nga kohao hei kawe utu nui.nga kawe utu.I te nuinga o te waa, he iti ake te rongonui o te momo-p MOS i te momo-n MOS no te mea ko te urupare whakauru o te momo-p MOS (Sp) he rite ki te pakiaka tapawha o te momo-n MOS (\(S_p = \sqrt { S_n}\ ) ) i nga whakaaro kotahi (hei tauira, he rite tonu te hangahanga ahua me te rerekeetanga o te piko o nga here i te rangi) 29,30.Heoi ano, kei te raru tonu nga pukoro MOS kotahi-turanga penei i te iti o te rohenga kitenga, te iti o te tairongo me te whiriwhiringa i roto i nga tono mahi.Ko nga take whiriwhiringa ka taea te whakatika i etahi waahanga ma te hanga i nga huinga o nga pūoko (e kiia ana ko "ihu hiko") me te whakauru i nga huringa tātari rorohiko penei i te whakangungu vector quantization (LVQ), te tātari wae matua (PCA), me nga waahanga tapawha iti rawa (PLS) tātari31, 32, 33, 34, 35. I tua atu, ko te hanga o te iti-ahu MOS32,36,37,38,39 (hei tauira, kotahi-ahu (1D), 0D me 2D nanomaterials), me te whakamahi i etahi atu nanomaterials ( hei tauira MOS40,41,42 , nanoparticles maitai maitai (NPs))43,44, carbon nanomaterials45,46 me conductive polymers47,48) ki te hanga heterojunctions nanoscale (arā, heteronanostructured MOS) etahi atu huarahi pai ki te whakaoti i nga raruraru o runga ake nei.Ka whakatauritea ki nga kiriata MOS matotoru tuku iho, ko te MOS iti-ahu me te waahi motuhake teitei ka taea te whakarato i nga waahi kaha ake mo te whakauru hau me te whakahaere i te tohatoha hau36,37,49.I tua atu, ka taea e te hoahoa o nga heteronanostructures i runga i te MOS te whakanui ake i nga kawe kawe i te heterointerface, ka puta he huringa nui o te aukati na te rereke o nga mahi whakahaere50,51,52.I tua atu, ko etahi o nga paanga matū (hei tauira, te mahi catalytic me nga tauhohenga mata synergistic) e puta ana i roto i te hoahoa o te MOS heteronanostructures ka taea hoki te whakapai ake i te mahi puoro.50,53,54 Ahakoa ko te hoahoa me te hanga i nga hanganga heteronano MOS he huarahi pai ki te whakapai ake. mahi pūoko, pūoko chemo-resistive hou te nuinga whakamahi whakamātautau me te hapa, e pau te wa, me te kore e whai hua.No reira, he mea nui kia mohio ki te tikanga o nga pukoro hau i runga i te MOS na te mea ka taea e ia te arahi i te hoahoa o nga pukoro aronga mahi teitei.
I nga tau kua pahure ake nei, kua tere te whanake o nga pukoro hau MOS a kua whakaputaina etahi purongo i runga i te MOS nanostructures55,56,57, pūoko hau pāmahana rūma58,59, rauemi pūoko MOS motuhake60,61,62 me nga pūoko hau motuhake63.Ko tetahi pepa arotake i roto i etahi atu Arotake e arotahi ana ki te whakamarama i te tikanga mohio o nga puoro hau i runga i nga ahuatanga o te tinana me te matū o te MOS, tae atu ki te mahi o nga waahi o te hāora 64, te mahi a te heteronanostructures 55, 65 me te whakawhiti utu i te heterointerfaces 66. I tua atu , he maha atu tawhā e pa ana ki te mahi puoro, tae atu ki te heterostructure, te rahi o te witi, te pāmahana whakahaere, te kiato koha, nga waatea o te hāora, tae atu ki nga rererangi karaihe tuwhera o nga mea tairongo25,67,68,69,70,71.72, 73. Heoi ano, ko te (kaore e tino whakahuahia) te hangahanga ahuahanga o te taputapu, kua whakatauhia e te hononga i waenga i nga mea mohio me te hiko mahi, ka tino pa ki te tairongo o te sensor74,75,76 (tirohia te waahanga 3 mo etahi atu taipitopito) .Hei tauira, ko Kumar et al.77 e rua nga pūoko hau i runga i te mea kotahi (hei tauira, e rua nga paparanga hau i runga i te TiO2@NiO me te NiO@TiO2) ka kite i nga huringa rereke o te parenga hau NH3 na te rereke o nga ahuatanga o te taputapu.Na reira, i te wa e tarai ana i te miihini-a-hau, he mea nui kia whai whakaaro ki te hanganga o te taputapu.I roto i tenei arotake, ka arotahi nga kaituhi ki nga tikanga rapu a MOS mo nga momo nanostructures me nga hanganga taputapu.E whakapono ana matou ka taea e tenei arotake te mahi hei kaiarahi mo nga kaipanui e hiahia ana ki te mohio me te tātari i nga tikanga rapu hau me te whai waahi ki te whakawhanaketanga o nga pūoko hau mahi teitei.
I te piki.Ko te 1a e whakaatu ana i te tauira taketake o te miihini hau i runga i te MOS kotahi.Ka piki ake te pāmahana, ko te whakaurunga o nga ngota ngota hāora (O2) i runga i te mata o te MOS ka kukume i nga irahiko mai i te MOS ka hanga i nga momo anioniko (penei i te O2- me te O-).Na, ka hangaia he paparanga whakaheke irahiko (EDL) mo te momo-n MOS, he paparanga whakaemi poka ranei (HAL) mo te momo-p MOS ka hangaia ki te mata o te MOS 15, 23, 78. Ko te taunekeneke i waenga i te O2 me te Ma te MOS ka piko te roopu kawe o te mata o te MOS ki runga ka hanga he arai.I muri mai, ka kitea te pukoro ki te hau i whäia, ka tauhohe te hau i runga i te mata o te MOS ki nga momo hāora katote, ma te kukume irahiko (hau whakarorohiko) ka koha ranei i nga irahiko (whakaiti hau).Ko te whakawhiti irahiko i waenga i te hau whainga me te MOS ka taea te whakatika i te whanui o te EDL, HAL30,81 ranei ka puta he huringa i roto i te aukati katoa o te puoro MOS.Hei tauira, mo te hau whakaheke, ka whakawhitihia nga irahiko mai i te hau whakaheke ki te momo-n MOS, ka puta he iti ake te EDL me te aukati iti, e kiia ana ko te whanonga sensor momo n.He rereke, i te wa e pa ana te momo-p MOS ki te hau whakaheke e whakatau ana i te whanonga tairongo momo-p, ka heke te HAL ka piki ake te parenga na te koha irahiko.Mo nga hau whakapouri, he rereke te whakautu o te puoro ki tera mo te whakaheke hau.
Tikanga rapunga taketake mo te momo-n me te momo-p MOS mo te whakaheke me te whakapouri hau b Nga mea matua me nga taonga-ahua-ahua, taonga-a-ahua ranei e uru ana ki roto i nga pūoko hau hauahuru 89
I tua atu i te tikanga rapunga taketake, he tino uaua nga tikanga rapu hau e whakamahia ana i roto i nga pukoro hau.Hei tauira, ko te tino whakamahinga o te pukoro hau me tutuki nga whakaritenga maha (penei i te tairongo, te whiriwhiri, me te pumau) i runga i nga hiahia o te kaiwhakamahi.Ko enei whakaritenga e tino hono ana ki nga ahuatanga o te tinana me te matū o te rauemi tairongo.Hei tauira, i whakaatu a Xu et al.71 ko nga pukoro SnO2 ka eke ki te tairongo teitei ina rite te diameter o te karaihe (d) ki te iti iho ranei i te rua o te roa Debye (λD) o SnO271.A, no te d ≤ 2λD, ka pau katoa te SnO2 i muri i te whakaurunga o nga ngota ngota O2, a ko te whakautu a te pukoro ki te hau whakaheke he nui rawa atu.Hei taapiri, he maha atu nga tawhā ka pa ki te mahi puoro, tae atu ki te pāmahana whakahaere, nga koha o te karaihe, tae atu ki nga rererangi karaihe e kitea ana o te rauemi rongo.Ina koa, ko te awe o te pāmahana whakahaere e whakamaramahia ana e te whakataetae ka taea i waenga i nga reiti o te urunga me te whakahekenga o te hau whainga, tae atu ki te tauhohenga o te mata i waenga i nga ngota ngota hau me nga matūriki hāora4,82.Ko te painga o nga hapa o te karaihe e tino pa ana ki te ihirangi o nga waahi o te hāora [83, 84].Ko te mahi o te pukoro ka pa ki nga tauhohenga rereke o nga kanohi karaihe tuwhera67,85,86,87.Ko nga rererangi karaihe tuwhera he iti ake te kiato ka kitea he maha atu nga katoona whakarewa kore e tuituia me te kaha teitei ake, e whakatairanga ana i te urunga o te mata me te hohenga88.Ko te Ripanga 1 e whakararangi ana i etahi take matua me o raatau tikanga whakapai ake.Na reira, ma te whakatikatika i enei tawhā rauemi, ka taea te whakapai ake i te mahi kitenga, a he mea nui ki te whakatau i nga mea matua e pa ana ki te mahi puoro.
He maha nga rangahau i mahia e Yamazoe89 me Shimanoe et al.68,71 i runga i te tikanga ariā o te tirohanga o te puoro me te whakaaro e toru nga mea matua motuhake e awe ana i te mahi o te puoro, ina koa te mahi a te kaiwhakawhiwhi, te mahi transducer, me te whaipainga (Fig. 1b)..Ko te mahi a te kaiwhiwhi e pa ana ki te kaha o te mata o te MOS ki te taunekeneke me nga ngota ngota hau.Ko tenei mahi e hono tata ana ki nga ahuatanga matū o te MOS, ka taea te whakapai ake ma te whakauru i nga kaiwhiwhi kee (hei tauira, nga NP whakarewa me etahi atu MOS).Ko te mahi transducer e pa ana ki te kaha ki te huri i te tauhohenga i waenga i te hau me te mata o te MOS hei tohu hiko e mau ana i nga rohe witi o te MOS.No reira, ko te mahi tairongo ka tino pa ki te rahi o te matūriki MOC me te kiato o nga kaiwhakawhiwhi ke.I korero a Katoch et al.90 ko te whakaiti i te rahi o te witi o te ZnO-SnO2 nanofibrils i hua mai i te hanganga o te maha o nga heterojunctions me te whakanui ake i te maarama o te puoro, e rite ana ki te mahi transducer.I whakatauritea e Wang et al.91 nga momo rahinga witi o te Zn2GeO4 me te whakaatu i te pikinga 6.5-fold o te tairongo pūoko i muri i te whakaurunga o nga rohe witi.Ko te whaipainga tetahi atu take mahi pūoko matua e whakaatu ana i te waatea o te hau ki te hanganga MOS o roto.Ki te kore e taea e nga ngota ngota hau te kuhu me te tauhohe ki te MOS o roto, ka heke te tairongo o te pukoro.Ko te whaihuatanga e hono tata ana ki te hohonu o te whakamaaramatanga o tetahi hau, e pa ana ki te rahi o te pore o te mea rongo.Sakai et al.I whakatauirahia e 92 te tairongo o te pukoro ki te rere haurehu ka kitea ko te taumaha ngota ngota o te hau me te pore radius o te membrane pūoko e pa ana ki te tairongo o te pūoko i nga hohonutanga rereke rereke o te hau i roto i te membrane pūoko.Ko te matapaki i runga ake nei e whakaatu ana ka taea te whakawhanake i nga pukoro hau mahi nui ma te whakataurite me te arotau i te mahi kaiawhina, te mahi transducer, me te whaipainga.
Ko nga mahi o runga ake nei e whakamarama ana i te tikanga whakaaro taketake o te MOS kotahi, me te matapaki i nga mea maha e pa ana ki te mahinga o te MOS.I tua atu i enei mea, ka taea e nga puoro hau i runga i nga heterostructure te whakapai ake i te mahi puoro ma te whakapai ake i nga mahi puoro me nga mahi kaikawe.I tua atu, ka taea e nga heteronanostructures te whakapai ake i nga mahi puoro ma te whakarei ake i nga tauhohenga catalytic, te whakahaere i te whakawhitinga utu, me te hanga i etahi atu waahi whakauru.I tenei wa, he maha nga pukoro hau i runga i te MOS heteronanostructures kua akohia ki te matapaki i nga tikanga mo te whakarei ake i te sensing95,96,97.Miller et al.55 i whakaräpopotohia te maha o nga tikanga ka pai ake te ahua o te heteronanostructures, tae atu ki te ti'aturi o te mata, te atanga-atanga, me te hanganga-whakaaro.I roto i a raatau, he uaua rawa te tikanga whakakaha atanga-atanga ki te kapi i nga taunekeneke atanga katoa i roto i te ariā kotahi, na te mea ka taea te whakamahi i nga momo puoro i runga i nga rauemi heteronanostructured (hei tauira, nn-heterojunction, pn-heterojunction, pp-heterojunction, etc.) .Schottky knot).Ko te tikanga, ko nga pūoko heteronanostructured e ahu mai ana i te MOS kei roto i nga wa katoa e rua, neke atu ranei nga miihini puoro matatau98,99,100.Ka taea e te whakahiatotanga o enei miihini whakakaha te whakaniko i te tango me te tukatuka o nga tohu puoro.No reira, he mea tino nui te maarama ki te tikanga o te tirohanga o nga pukoro i runga i nga rauemi nanostructured heterogeneous hei awhina i nga kairangahau ki te whakawhanake i nga pukoro hau o raro ki runga i runga i o raatau hiahia.I tua atu, ko te hanganga ahuahanga o te taputapu ka tino pa ki te kaha o te puoro 74, 75, 76. Hei tātari nahanaha i te whanonga o te puoro, ka whakaatuhia nga tikanga mohio o nga hanganga taputapu e toru i runga i nga rauemi heteronanostructured rereke. ka korerohia i raro nei.
Na te whanaketanga tere o nga pūoko hau i runga i te MOS, he maha nga momo MOS hetero-nanostructured kua tohua.Ko te whakawhitinga utu i te heterointerface ka whakawhirinaki ki nga taumata Fermi rereke (Ef) o nga waahanga.I te atanga hetero, ka neke nga irahiko mai i tetahi taha me te Ef nui atu ki tera taha me te Ef iti ake kia tae ra ano o ratou taumata Fermi ki te taurite, me nga kohao, he rereke.Na ka whakahekehia nga kaikawe i te heterointerface me te hanga i te paparanga whakaheke.I te wa e pa ana te puoro ki te hau i whäia, ka huri te kukū o te kaikawe MOS heteronanostructured, ka rite ki te teitei arai, na reira ka whakarei ake i te tohu kitenga.I tua atu, ko nga tikanga rereke o te hanga heteronanostructures he rereke nga hononga i waenga i nga rawa me nga hiko, e arai atu ana ki nga ahuahanga rereke o te taputapu me nga tikanga rereke.I roto i tenei arotake, ka whakatakotohia e matou nga hanganga taputapu ahuahanga e toru, ka matapakihia te tikanga mo ia hanganga.
Ahakoa he mahi tino nui nga heterojunctions ki te mahi rapu hau, ka taea hoki e te ahuahanga taputapu o te katoa o te puoro te whakaawe i te whanonga kitenga, na te mea ko te waahi o te hongere kawe puoro e tino whakawhirinaki ana ki te ahuahanga taputapu.E toru nga ahuatanga ahua o nga taputapu MOS heterojunction e korerohia ana i konei, e whakaatuhia ana i te Whakaahua 2. I roto i te momo tuatahi, e rua nga hononga MOS ka tohatoha noa i waenganui i nga hiko e rua, a ko te waahi o te waahana kawe ka whakatauhia e te MOS matua, ko te tuarua ko te te hanganga o nga hanganga nano heterogeneous mai i nga MOS rereke, i te mea kotahi anake te MOS e hono ana ki te hiko.Ka hono te hiko, katahi ka noho te hongere kawe i roto i te MOS, ka hono tika ki te hiko.I roto i te momo tuatoru, e rua nga rauemi e piri ana ki nga electrodes e rua motuhake, e arahi ana i te taputapu ma te heterojunction i hangaia i waenga i nga taonga e rua.
Ko te tohuhono i waenga i nga pūhui (hei tauira, “SnO2-NiO”) e tohu ana he ranu noa nga waahanga e rua (momo I).Ko te tohu “@” i waenganui i nga hononga e rua (hei tauira, “SnO2@NiO”) e tohu ana he mea whakapaipai te papanga (NiO) ki te SnO2 mo te hanganga pukoro momo II.Ko te rītaha (hei tauira "NiO/SnO2") e tohu ana i te hoahoa pūoko momo III.
Mo nga pukoro hau i runga i nga hiato MOS, e rua nga huānga MOS ka tohatoha matapōkeretia i waenga i nga hiko.He maha nga tikanga tito i hangaia hei whakarite i nga composites MOS, tae atu ki te sol-gel, coprecipitation, hydrothermal, electrospinning, me nga tikanga whakauru miihini98,102,103,104.I tata nei, kua whakamahia nga anga whakarewa-organic (MOFs), he karaehe o nga rawa hanga tioata maiengi i titoa mai i nga pokapu whakarewa me nga hononga kaiao, hei tauira mo te hanga o nga hiato MOS porous105,106,107,108.He mea tika kia mohiohia ahakoa he rite te paheketanga o nga hiato MOS, ka rereke nga ahuatanga o te tairongo ina whakamahi i nga momo mahi hangahanga rereke.109,110 Hei tauira, i hangaia e Gao et al.109 nga pukoro e rua i runga i nga hiato MoO3±SnO2 me te orite ngota. ( Mo:Sn = 1:1.9) a ka kitea he rerekee nga tikanga tito ka puta ki nga tairongo rereke.Shaposhnik et al.110 i kii he rereke te tauhohenga o te SnO2-TiO2 i uru tahi ki te H2 hau i tera o nga rawa whakauru miihini, ahakoa he rite te tauwehenga Sn/Ti.Ka puta mai tenei rereketanga na te mea he rereke te hononga i waenga i te MOP me te rahi o te kirikiriata MOP me nga tikanga whakahiato rereke109,110.Ina rite tonu te rahi me te ahua o te witi i runga i te kiato kaituku me te momo semiconductor, me rite tonu te whakautu ki te kore e rereke te ahuahanga whakapiri 110 .Staerz et al.111 i kii ko nga ahuatanga kitenga o te SnO2-Cr2O3 nanofibers matua-sheath (CSN) me te SnO2-Cr2O3 CSNs whenua i tata rite, e kii ana kaore he painga o te nanofiber morphology.
I tua atu i nga tikanga hangahanga rereke, ko nga momo semiconductor o nga MOSFET rereke e rua ka pa ki te maarama o te puoro.Ka taea ano te wehewehe ki nga waahanga e rua i runga i te ahua o nga MOSFET e rua o te ahua o te semiconductor (nn, pp junction ranei) he momo rereke ranei (pn junction).I te wa e hangai ana nga puoro hau ki runga i nga hiato MOS o taua momo, ma te whakarereke i te owehenga molar o nga MOS e rua, ka noho tonu te ahuatanga o te whakautu urupare, ka rereke te ahuatanga o te puoro i runga i te maha o nga hononga nn-, pp-heterojunctions ranei.I te wa e nui ana tetahi waahanga i roto i te hiato (hei tauira, 0.9 ZnO-0.1 SnO2, 0.1 ZnO-0.9 SnO2 ranei), ka whakatauhia te hongere kawe e te MOS tino nui, ka kiia ko te homojunction conduction channel 92 .I te wa e whakatauritea ana nga owehenga o nga waahanga e rua, ka whakaarohia ko te waahana kawe i te nuinga o te heterojunction98,102.Yamazoe et al.I kii a 112,113 ka taea e te rohe heterocontact o nga waahanga e rua te whakapai ake i te maaramatanga o te puoro na te mea ko te parenga heterojunction i hangaia na te rereke o nga mahi whakahaere o nga waahanga ka taea te whakahaere pai i te nekeneke o te pukoro e kitea ana ki nga irahiko.Nga momo hau ambient 112,113.I te piki.E whakaatu ana te Whakaahua 3a ka taea e nga pūoko i runga i te SnO2-ZnO nga hanganga aroākapa whai kiko me nga ihirangi ZnO rereke (mai i te 0 ki te 10 mol % Zn) ka taea te kite i te waihano.I roto ia ratou, ko te puoro i runga i nga muka SnO2-ZnO (7 mol.% Zn) i whakaatu i te tino aro nui na te hanganga o te maha o nga heterojunctions me te piki ake o te waahanga mata motuhake, i piki ake ai te mahi o te kaitahuri me te pai ake. tairongo 90 Heoi, na te pikinga ake o te ihirangi ZnO ki te 10 mol.%, ka taea e te hangahanga moroiti SnO2-ZnO hiato te takai i nga waahi whakahohe mata me te whakaiti i te tairongo o te puoro85.Ka kitea ano he ahua rite mo nga puoro i runga i te NiO-NiFe2O4 pp heterojunction composites me nga rereketanga Fe / Ni rereke (Fig. 3b)114.
Ko nga whakaahua SEM o nga muka SnO2-ZnO (7 mol.% Zn) me te whakautu puoro ki nga momo hau me te kukū o te 100 ppm i te 260 °C;54b Nga whakautu a nga pukoro i runga i te NiO parakore me te NiO-NiFe2O4 composites i te 50 ppm o nga momo hau, 260 °C;114 ( c) Hoahoa hoahoa o te maha o nga pona i roto i te hanganga xSnO2-(1-x)Co3O4 me te tauhohenga parenga me te tairongo o te hanganga xSnO2-(1-x)Co3O4 mo ia 10 ppm CO, acetone, C6H6 me SO2 hau i te 350 °C mā te huri i te ōwehenga molar o Sn/Co 98
Ko nga hiato pn-MOS e whakaatu ana i nga whanonga tairongo rereke i runga i te ōwehenga ngota o MOS115.I te nuinga o te waa, ko te whanonga mohio o nga hiato MOS e tino whakawhirinaki ana ki te mahi a MOS hei hongere kawe tuatahi mo te puoro.Na reira, he mea tino nui ki te tohu i te ōrau titonga me te nanostructure o hiato.I whakapumau a Kim et al.98 i tenei whakatau ma te whakahiato i te raupapa xSnO2 ± (1-x)Co3O4 nanofibers hiato na roto i te hikohiko me te ako i o raatau ahuatanga puoro.I kite ratou i huri te whanonga o te pukoro hiato SnO2-Co3O4 mai i te momo-n ki te momo-p ma te whakaiti i te paheketanga o te SnO2 (Fig. 3c)98.I tua atu, ko nga kaitoro-a-te-te-te-te-te-te-te-te-te-te-te-te-te-te-te-a-ringa (i runga i te 0.5 SnO2-0.5 Co3O4) i whakaatu i nga reiti tuku teitei mo C6H6 i whakaritea ki nga pukoro homojunction-dominant (hei tauira, SnO2 teitei, Co3O4 pūoko).Ko te kaha o te atete teitei o te 0.5 SnO2-0.5 Co3O4 i runga i te pukoro me tona kaha ake ki te whakarereke i te parenga pūoko katoa e whai waahi ana ki te tino aro ki te C6H6.I tua atu, ka taea e nga koha o te reanga i ahu mai i te SnO2-Co3O4 heterointerfaces te hanga i nga waahi urunga pai mo nga ngota hau, na reira ka whakarei ake i te whakautu puoro109,116.
I tua atu i te momo semiconductor MOS, ka taea hoki te whakarite i te whanonga pa o nga hiato MOS ma te whakamahi i te matū o MOS-117.I whakamahia e Huo et al.117 tetahi tikanga tunu-tunua ngawari ki te whakarite i nga hiato Co3O4-SnO2 ka kitea i te tauwehenga molar Co/Sn o 10%, ka whakaatuhia e te pukoro he whakautu rapunga momo p ki te H2 me te ahua n-momo ki H2.whakautu.Ko nga whakautu a te sensor ki nga hau CO, H2S me NH3 e whakaatuhia ana i te Whakaahua 4a117.I te iti o te tauwehenga Co/Sn, he maha nga homojunctions ka puta ki nga rohe nanograin SnO2±SnO2 me te whakaatu i nga whakautu puoro momo-n ki H2 (Fig. 4b,c)115.Na te pikinga o te tauwehenga Co/Sn ki te 10 mol.%, hei utu mo nga homojunctions SnO2-SnO2, he maha nga heterojunctions Co3O4-SnO2 i hanga i te wa kotahi (Fig. 4d).I te mea he hohekore a Co3O4 mo te H2, ka kaha te tauhohe a SnO2 ki te H2, ko te tauhohenga o te H2 me nga momo hāora katote te nuinga ka puta ki te mata o SnO2117.No reira, ka neke nga irahiko ki SnO2 me te Ef SnO2 ka huri ki te roopu kawe, ka noho tonu a Ef Co3O4.Ko te mutunga mai, ka piki ake te parenga o te pukoro, e tohu ana ko nga rawa he nui te tauwehenga Co/Sn e whakaatu ana i te whanonga momo-p (Fig. 4e).Engari, ka tauhohe nga hau CO, H2S, me te NH3 ki nga momo hāora katote i runga i nga mata o SnO2 me Co3O4, ka neke nga irahiko mai i te hau ki te pūoko, ka mutu te heke o te teitei arai me te tairongo momo n (Fig. 4f)..Ko tenei whanonga puoro rereke na te rereke o te tauhohenga o Co3O4 me nga hau rereke, i whakapumautia ano e Yin et al.118 .Waihoki, Katoch et al.119 i whakaatu mai he pai te whiriwhiringa o nga hiato SnO2-ZnO me te tairongo nui ki te H2.Ka puta tenei whanonga na te mea ka ngawari te whakauru o nga ngota H ki nga waahi O o ZnO na te kaha o te whakakotahitanga i waenga i te s-orbital o H me te p-orbital o O, e arai ana ki te whakarewatanga o te ZnO120,121.
a Co/Sn-10% ānau ātete hihiko mo nga hau whakaheke angamaheni penei i te H2, CO, NH3 me H2S, b, c Co3O4/SnO2 hoahoa hangahanga hiato mo H2 i te iti % m.Co/Sn, df Co3O4 Mechanism detection of H2 and CO, H2S and NH3 with a high Co/Sn/SnO2 composite
Na reira, ka taea e tatou te whakapai ake i te ahua o te puoro I-momo ma te whiriwhiri i nga tikanga hanga tika, te whakaiti i te rahi o te witi o nga hiato, me te arotau i te tauwehenga molar o nga kohinga MOS.I tua atu, ka taea e te maaramatanga hohonu ki te matū o te rauemi tairongo te whakarei ake i te whiriwhiringa o te puoro.
Ko nga hanganga puoro momo II ko tetahi atu hanganga puoro rongonui ka taea te whakamahi i te maha o nga momo momo nanostructured, tae atu ki tetahi "master" nanomaterial me te tuarua, tuatoru ranei nga nanomaterial.Hei tauira, ko nga mea ahua kotahi, e rua ranei nga waahanga kua whakapaipaihia ki te nanoparticles, te anga-matua (CS) me nga rauemi heteronanostructured multilayer kei te whakamahia i roto i nga hanganga puoro momo II, ka korerohia i raro nei.
Mo te rauemi heteronanostructure tuatahi (he heteronanostructure whakapaipai), e whakaatuhia ana i te Whakaahua 2b (1), ka honoa nga awa kawe o te puoro e tetahi mea turanga.Na te hanganga o nga heterojunctions, ka taea e nga nanoparticles kua whakarereketia te whakarato i nga waahi urupare ake mo te adsorption hau, desorption ranei, ka taea hoki te mahi hei whakakorikori hei whakapai ake i te mahi mohio109,122,123,124.I kite a Yuan et al.41 ka taea e te whakapaipai WO3 nanowires me te CeO2 nanodots te nui ake o nga waahi whakauru i te CeO2@WO3 heterointerface me te CeO2 mata me te whakaputa i nga momo hāora chemisorbed mo te tauhohenga me te acetone.Gunawan et al.125. He pūoko acetone tairongo ultra-tiketike i runga i te Au@α-Fe2O3 ahu kotahi kua tohua, kua kitea ko te tairongo o te pukoro e whakahaeretia ana e te whakahohe o nga ngota ngota O2 hei puna hāora.Ka taea e te aroaro o Au NPs te mahi hei whakakorikori e whakatairanga ana i te wehewehenga o nga ngota ngota o te hāora ki roto i te hāora reanga mo te waiora o te acetone.He rite nga hua i whiwhi a Choi et al.9 i whakamahia he whakakōkī Pt ki te wetewete i ngā rāpoi ngota hāora uru ki roto i ngā momo hāora katote me te whakarei ake i te urupare tairongo ki te acetone.I te tau 2017, ko taua roopu rangahau ano i whakaatu he pai ake nga matūriki bimetallic i roto i te catalysis atu i nga nanoparticles whakarewa rangatira kotahi, e whakaatuhia ana i te Whakaahua 5126. Ko te 5a he mahinga o te tukanga hangahanga mo nga NP bimetallic (PtM) i runga i te konukawata e whakamahi ana i nga pūtau apoferritin me he iti iho i te 3 nm te rahi toharite.Na, ma te whakamahi i te tikanga electrospinning, i whiwhihia nga nanofibers PtM@WO3 hei whakanui ake i te maarama me te whiriwhiringa ki te acetone, ki te H2S ranei (Fig. 5b-g).I tata nei, kua whakaatuhia e nga kaiwhakatuma ngota ngota kotahi (SACs) te tino pai o te mahi catalytic i roto i te waahi o te catalysis me te tātari hau na te kaha o te whakamahi i nga ngota me nga anga hiko kua whakaritea127,128.Shin et al.129 whakamahia Pt-SA punga waro nitride (MCN), SnCl2 me PVP nanosheets hei puna matū ki te whakarite Pt@MCN@SnO2 muka rōraina mō hau rapunga.Ahakoa te iti o te ihirangi o Pt@MCN (mai i te 0.13 wt.% ki te 0.68 wt.%), he pai ake te mahi kitenga o te formaldehyde hau Pt@MCN@SnO2 i etahi atu tauira tohutoro (SnO2 parakore, MCN@SnO2 me Pt NPs@ SnO2)..Ko tenei mahinga rapunga tino pai ka taea te tohu ki te kaha o te ngota ngota o te Pt SA catalyst me te iti rawa o te kapi o nga waahi hohe SnO2129.
Ko te tikanga whakauru-a-apoferritin ki te whiwhi i nga nanoparticles PtM-apo (PtPd, PtRh, PtNi);hau hihiko āhuatanga tairongo o bd parakore WO3, PtPd@WO3, PtRn@WO3, me Pt-NiO@WO3 nanofibers;i runga, hei tauira, i runga i nga ahuatanga whiriwhiringa o PtPd@WO3, PtRn@WO3 me Pt-NiO@WO3 nanofiber sensors ki te 1 ppm o te hau pokanoa 126
I tua atu, ko nga heterojunctions i hangaia i waenga i nga taonga scaffold me nga nanoparticles ka taea hoki te whakarereke i nga waahana kawe i roto i te tikanga whakarereke radial hei whakapai ake i te mahi puoro130,131,132.I te piki.Ko te ahua 6a e whakaatu ana i nga ahuatanga o te pukoro o te SnO2 me te Cr2O3@SnO2 nanowires parakore mo te whakaheke me te whakapouri hau me nga momo miihini e rite ana131.Ka whakatauritea ki nga nanowires SnO2 parakore, ko te urupare a Cr2O3@SnO2 nanowires ki te whakaiti i nga hau ka tino whakanui ake, i te mea ka kino ake te urupare ki nga hau oxidizing.Ko enei ahuatanga e tino hono ana ki te whakahekenga o te rohe o nga awa kawe o nga nanowires SnO2 i roto i te ahunga radial o te pn heterojunction i hangaia.Ko te parenga o te puoro ka taea te whakatika noa ma te whakarereke i te whanui EDL i runga i te mata o nga nanowires SnO2 parakore i muri i te rongo ki te whakaheke me te whakapouri hau.Engari, mo te Cr2O3@SnO2 nanowires, ka piki ake te DEL tuatahi o te SnO2 nanowires i roto i te rangi ka whakaritea ki nga nanowires SnO2 parakore, a ka pehia te waahana kawe na te hanganga o te heterojunction.No reira, i te wa e pa ana te puoro ki te hau whakaheke, ka tukuna nga irahiko kua mau ki roto i nga nanowires SnO2 ka tino heke te EDL, ka nui ake te maarama i nga nanowires SnO2 parakore.He rereke, ina huri ana ki te hau oxidizing, he iti te roha o te DEL, ka iti te tairongo.He rite nga hua o te whakautu urupare i kitea e Choi et al., 133 i roto i nga SnO2 nanowires i whakapaipaihia ki nga momo-p WO3 nanoparticles i whakaatu i te tino pai ake o te urupare rongo ki te whakaheke i nga hau, i te mea kua pai ake te aro o nga pukoro SnO2 kua whakapaipaihia ki te hauwai.TiO2 nanoparticles (Fig. 6b) 133. Ko tenei hua ko te nuinga o nga mahi rereke o te SnO2 me te MOS (TiO2 or WO3) nanoparticles.I roto i te momo p-momo (n-momo) nanoparticles, ko te waahana kawe o te rauemi anga (SnO2) ka whakawhānui (he kirimana ranei) i roto i te ahunga radial, a ka, i raro i te mahi o te whakaheke (te oxidation ranei), te roha atu (he poto ranei) o te hongere kawe o SnO2 – riu) o te hau (Fig. 6b).
Ko te tikanga whakarereke irirangi na te LF MOS whakarereke.he whakarāpopototanga o nga urupare hau ki te 10 ppm whakaheke me te hauhauora i runga i nga waea mio SnO2 me Cr2O3@SnO2 me nga hoahoa whakahiatotanga tikanga;me nga kaupapa e pa ana ki nga nanorod WO3@SnO2 me te tikanga rapu133
I roto i nga taputapu heterostructure takirua me te multilayer, ko te waahana kawe o te taputapu kei te nuinga o te paparanga (te nuinga o te paparanga raro) i te whakapiri tika ki nga hiko, me te heterojunction i hangaia i te atanga o nga papa e rua ka taea te whakahaere i te kawe o te paparanga o raro. .Na reira, ka pahekoheko nga hau ki te paparanga o runga, ka tino pa ki nga awa kawe o te paparanga o raro me te parenga 134 o te taputapu.Hei tauira, ko Kumar et al.I korerotia e 77 te ahua rereke o TiO2@NiO me NiO@TiO2 paparua mo te NH3.Ka puta mai tenei rereketanga na te mea ko nga awa kawe o nga pukoro e rua te rangatira i roto i nga papa o nga rawa rereke (NiO me TiO2, ia), katahi ka rereke nga rereketanga o nga hongere whakaheke i raro77.
Ko nga hanganga heteronano takirua takirua, multilayer ranei ka mahia ma te pupuhi, te whakahekenga paparanga ngota (ALD) me te centrifugation56,70,134,135,136.Ko te matotoru o te kiriata me te waahi whakapiri o nga rauemi e rua ka taea te whakahaere pai.Ko nga ahua 7a me te b e whakaatu ana i nga nanofilms NiO@SnO2 me Ga2O3@WO3 i riro mai ma te pupuhi mo te kitenga waihano135,137.Heoi, ko enei tikanga ka whakaputa i nga kiriata papatahi, a ko enei kiriata papatahi he iti ake te tairongo i nga rawa hanga-nano 3D na te iti o te mata motuhake me te uruhanga hau.No reira, he rautaki-waa-wai mo te hanga kiriata bilayer me nga hierarchy rereke kua whakaarohia hei whakapai ake i nga mahi a te tirohanga ma te whakanui ake i te waahanga mata41,52,138.Ko te Zhu et al139 i whakakotahi i nga tikanga sputtering me te hydrothermal ki te whakaputa i nga nanowires ZnO tino whakahau i runga i nga nanowires SnO2 (ZnO@SnO2 nanowires) mo te kitenga H2S (Fig. 7c).Ko tana whakautu ki te 1 ppm H2S he 1.6 nga wa teitei ake i tera o te pukoro i runga i nga kiriata nano ZnO@SnO2 sputtered.Liu et al.52 i kii mai he pukoro H2S tino mahi ma te whakamahi i te rua-taahiraa i roto i te tuunga tikanga matū matū hei hanga hierarchical SnO2@NiO nanostructures whai muri i te whakamaarama wera (Fig. 10d).Ki te whakatauritea ki nga kiriata SnO2@NiO bilayer tikanga, kua tino pai ake te mahi tairongo o te SnO2@NiO hierarchical bilayer hanganga na te pikinga o te waahi mata motuhake52,137.
Pūoko hau paparua i runga i te MOS.NiO@SnO2 nanofilm mo te kimi waihano;137b Ga2O3@WO3 nanofilm mo te kimi waihano;135c tino whakahau SnO2@ZnO hanganga aroākapa rua mo te rapunga H2S;139d SnO2@NiO hanganga aroākapa rua mo te kimi H2S52.
I roto i nga taputapu momo II i runga i nga heteronanostructures-core-shell (CSHNs), he uaua ake te tikanga o te rongo, na te mea kaore nga waahana kawe i te here ki te anga o roto.Ko te huarahi hangahanga me te matotoru (hs) o te kete ka taea te whakatau i te waahi o nga awa kawe.Hei tauira, i te wa e whakamahi ana i nga tikanga whakahiato o raro-runga, ko te nuinga o nga wa ka whakawhäitihia nga awa kawe ki te matua o roto, he rite tonu te hanga ki nga hanganga taputapu papa-rua, paparanga maha ranei (Fig. 2b(3)) 123, 140, 141, 142, 143. Xu et al.Ko te 144 i whakaatu he huarahi ki raro ki te tiki CSHN NiO@α-Fe2O3 me CuO@α-Fe2O3 ma te whakatakoto i tetahi paparanga o NiO or CuO NPs i runga i te α-Fe2O3 nanorods i whakawhäitihia ai te waahana kawe i te waahanga o waenganui.(nanorods α-Fe2O3).Liu et al.I angitu hoki a 142 ki te aukati i te hongere kawe ki te waahanga matua o te CSHN TiO2 @ Si ma te tuku TiO2 ki runga i nga huinga kua oti te whakarite o nga waea miihini silicon.No reira, ko tana whanonga mohio (momo-p, momo-n) ka whakawhirinaki anake ki te momo semiconductor o te nanowire silicon.
Heoi, ko te nuinga o nga pukoro CSHN-a-CSHN (Fig. 2b(4)) i hangaia ma te whakawhiti i nga paura o te rauemi CS kua whakahiatotia ki runga maramara.I tenei keehi, ko te ara kawe o te pukoro ka pa ki te matotoru o te whare (hs).I whakatewhatewhahia e te roopu a Kim te paanga o te hs ki te mahi tirotiro hau me te whakaaro i tetahi tikanga rapunga pea100,112,145,146,147,148. E whakaponohia ana e rua nga mea e whai waahi ana ki te tikanga o tenei hanganga: (1) te whakarereketanga radial o te EDL o te anga me te (2) te paanga o te papa hiko (Fig. 8) 145. I whakahuahia e nga kairangahau ko te waahana kawe. Ko te nuinga o nga kaikawe ka herea ki te paparanga anga ina hs > λD o te paparanga anga145. E whakaponohia ana e rua nga mea e whai waahi ana ki te tikanga o tenei hanganga: (1) te whakarereketanga radial o te EDL o te anga me te (2) te paanga o te papa hiko (Fig. 8) 145. I whakahuahia e nga kairangahau ko te waahana kawe. Ko te nuinga o nga kaikawe ka herea ki te paparanga anga ina hs > λD o te paparanga anga145. Считается, что в механизме восприятия этой структуры участвуют два фактора: (1) радиальная модуляция ДЭС оболочки и (2) эффект размытия электрического поля (рис. 8) 145. Исследователи отметили, что канал проводимости носителей в основном приурочено к оболочке, когда hs > λD оболочки145. E whakaponohia ana e rua nga mea e uru ana ki te tikanga o te tirohanga o tenei hanganga: (1) te whakarereketanga radial o te EDL o te anga me te (2) te painga o te pupuhi i te waahi hiko (Fig. 8) 145. I kii nga kairangahau e ko te hongere kawe kawe ka noho ki te anga ka hs > λD nga anga145.E whakaponohia ana e rua nga mea e whai waahi ana ki te mahi rapunga o tenei hanganga: (1) te whakarereketanga radial o te DEL o te anga me te (2) te paanga o te paninga hiko (Fig. 8) 145.研究人员提到传导通道当壳层的hs > λD145 时，载流子的数量主要局限于壳层。 > λD145 时，载流子的数量主要局限于壳层。 Исследователи отметили, что канал проводимости Когда hs > λD145 оболочки, количество носителей в основнобочочом. I kii nga kairangahau ko te hongere kawe I te hs > λD145 o te anga, ko te maha o nga kaikawe he iti te nuinga e te anga.Na reira, i roto i te whakarereketanga whakaahuru o te pukoro i runga i te CSHN, ka kaha te whakarereketanga radial o te DEL kapi (Fig. 8a).Heoi, i te hs ≤ λD o te anga, ko nga matūriki hāora i uruhia e te anga me te heterojunction i hangaia i te CS heterojunction kua tino pau i nga irahiko. No reira, ehara i te mea kei roto noa te hongere kawe i roto i te paparanga anga engari he waahanga ano kei roto i te waahanga matua, ina koa ka hs <λD o te paparanga anga. No reira, ehara i te mea kei roto noa te hongere kawe i roto i te paparanga anga engari he waahanga ano kei roto i te waahanga matua, ina koa ka hs <λD o te paparanga anga. Поэтому канал проводимости располагается не только внутри оболочечного слоя, но и частично в сердцевинослой, но и частично в сердцевинослой сердцевиностой сердцевиностой No reira, ka noho te hongere kawe i roto i te paparanga anga anake, engari ko tetahi waahanga kei roto i te waahanga matua, ina koa kei te hs <λD o te paparanga anga.因此，传导通道不仅位于壳层内部，而且部分位于芯部，尤其是当壳层的hs < λD 。 hs < λD 时。 Поэтому канал проводимости располагается не только внутри оболочки, но и частично в сердцевине, особеночино особеночки No reira, ka noho te hongere kawe i roto i te anga anake, engari ko tetahi waahanga kei roto i te matua, ina koa kei te hs <λD o te anga.I tenei take, ko te anga irahiko kua pau katoa me te paparanga matua kua pahemo he awhina ki te whakarereke i te parenga o te CSHN katoa, ka puta he paanga hiku papa hiko (Fig. 8b).Kua whakamahia e etahi atu rangahau te ariā hautau rōrahi EDL hei utu mo te hiku hiko hei tātari i te pānga hs100,148.Ma te whai whakaaro ki enei takoha e rua, ka eke te tapeke o te parenga CSHN ki tona uara nui ina whakatairitea te hs ki te λD, penei i te Whakaaturanga 8c.No reira, ko te hs tino pai mo te CSHN ka taea te tata ki te anga λD, e rite ana ki nga tirohanga whakamatautau99,144,145,146,149.He maha nga rangahau e whakaatu ana ka taea ano e te hs te pa ki te maarama o nga sensors pn-heterojunction CSHN40,148.Li et al.148 me Bai et al.40 i whakatewhatewhahia te paanga o te hs i runga i te mahi a te pn-heterojunction CSHN pūoko, penei i TiO2@CuO me ZnO@NiO, ma te huri i te huringa ALD whakakikorua.Ko te mutunga mai, ka huri te whanonga tairongo mai i te momo-p ki te momo-n me te piki haere o te hs40,148.Ko tenei whanonga na te mea i te tuatahi (me te iti o nga huringa ALD) ka taea te whakaaro he heterostructures he heteronanostructures kua whakarereketia.No reira, ka whakawhäitihia te hongere kawe e te paparanga matua (p-momo MOSFET), ka whakaatuhia e te puoro te whanonga kitenga momo-p.Ka piki ake te maha o nga huringa ALD, ka noho tonu te paparanga whakakikorua (n-momo MOSFET) me te mahi hei hongere kawe, ka hua ake te tairongo momo-n.He rite te ahua o te ahua o te whakawhiti whakaaro mo nga hanganga heteronano pn 150,151.Zhou et al.I tirotirohia e 150 te tairongo o Zn2SnO4@Mn3O4 heteronanostructures manga ma te whakahaere i te ihirangi Zn2SnO4 i runga i te mata o te Mn3O4 nanowires.I te hanganga o te karihi Zn2SnO4 i runga i te mata o Mn3O4, ka kitea he ahua p-momo.Na te piki ake o te ihirangi Zn2SnO4, ka huri te pūoko i runga i te pekanga Zn2SnO4@Mn3O4 heteronanostructures ki te whanonga pūoko momo n.
Kei te whakaatuhia he whakaahuatanga ariā o te miihini puoro-rua o nga CS nanowires.a Te whakarerekētanga parenga na te whakarereketanga radial o nga anga kua pau i te irahiko, b Te paanga kino o te paninga ki runga i te whakanekehanga parenga, me te c Te whakarerekētanga aukati katoa o nga CS nanowires na te huinga o nga paanga e rua 40
Hei mutunga, he maha nga momo hierarchical nanostructures kei roto i nga momo II sensors, a ko te mahi o te puoro e tino ti'aturi ana ki te whakaritenga o nga awa kawe.Na reira, he mea nui ki te whakahaere i te tuunga o te hongere kawe o te pukoro me te whakamahi i tetahi tauira MOS heteronanostructured e tika ana hei ako i te tikanga whakamaarama roa o nga momo puoro II.
Ko nga hanganga puoro Momo III ehara i te mea tino noa, a ko te hongere kawe i runga i te heterojunction i hangaia i waenga i nga semiconductors e rua e hono ana ki nga hiko e rua, ia.I te nuinga o te wa ka whiwhihia nga hanganga taputapu ahurei ma nga tikanga miihini miihini a he tino rerekee o raatau tikanga mohio ki nga hanganga puoro e rua o mua.Ko te ānau IV o te pūoko Momo III e whakaatu ana i nga ahuatanga whakatikatika angamaheni na te hanganga heterojunction48,152,153.Ko te ahua o te I-V o te heterojunction pai ka taea te whakaahua e te tikanga whakamaarama o te tuku irahiko i runga i te teitei o te aukati heterojunction152,154,155.
ko te Va te ngaohiko rītaha, ko A te horahanga taputapu, ko te k te taumau Boltzmann, ko T te paemahana tino, ko te q te utu kawe, ko Jn me Jp te kohao me te whakahiato irahiko kiato o naianei, ia.Ko te IS e tohu ana i te naianei waiwai whakamuri, kua tautuhia hei: 152,154,155
No reira, ko te katoa o te ia o te pn heterojunction e whakawhirinaki ana ki te huringa o te kukū o nga kaikawe utu me te huringa o te teitei o te arai o te heterojunction, e whakaatuhia ana i nga wharite (3) me (4) 156
ko te nn0 me te pp0 te kukū o nga irahiko (poka) i roto i te momo-n (momo-p) MOS, \(V_{bi}^0\) ko te pumanawa hanga-i roto, ko Dp (Dn) te whakarea diffusion o irahiko (poka), Ln (Lp ) ko te roa o te diffusion o nga irahiko (poka), ΔEv (ΔEc) ko te nekehanga kaha o te roopu valence (pee kawe) i te heterojunction.Ahakoa he orite te kiato o naianei ki te kiato kaikawe, he nui te taurite ki te \(V_{bi}^0\).Na reira, ko te huringa katoa o te kiato o naianei ka kaha ki te whakarereketanga o te teitei o te arai heterojunction.
Ka rite ki te korero i runga ake nei, ko te hanganga o nga MOSFET hetero-nanostructured (hei tauira, momo I me nga momo momo II) ka taea te whakapai ake i te mahi o te puoro, kaua ki nga waahanga takitahi.A, mo nga taputapu momo III, ko te whakautu heteronanostructure ka nui ake i nga waahanga e rua48,153 neke atu ranei i te kotahi wae76, i runga i te hanganga matū o te rauemi.He maha nga ripoata kua whakaatuhia ko te urupare o nga heteronanostructures he nui ake i te waahanga kotahi i te mea kaore tetahi o nga waahanga kaore i te aro ki te gas48,75,76,153.I roto i tenei take, ka pahekoheko te hau i whäia ki te paparanga tairongo ka puta he nekehanga Ef o te paparanga tairongo me te huringa o te teitei o te arai heterojunction.Katahi ka tino rerekee te katoa o naianei o te taputapu, na te mea he rereke te hono ki te teitei o te arai heterojunction e ai ki te wharite.(3) me (4) 48,76,153.Heoi, ki te tairongo nga wahanga momo-n me nga momo-p ki te hau i whaaia, ka taea te mahi kitenga i waenganui.I whakaputa a José et al.76 i te porous NiO/SnO2 kiriata NO2 pūoko mā te sputtering ka kitea he teitei ake te tairongo pūoko i tērā o te pūoko e hāngai ana NiO, engari he iti iho i tērā o te pūoko SnO2.pūoko.Ko tenei ahuatanga na te mea ka whakaatuhia e SnO2 me NiO nga tauhohenga rereke ki NO276.I tua atu, na te mea he rereke nga ahuatanga o te hau o nga waahanga e rua, he rite tonu te ahua ki te kite i te hauhauora me te whakaheke hau.Hei tauira, Kwon et al.I whakaarohia e 157 he pūoko hau pn-heterojunction NiO/SnO2 na roto i te pupuhi oblique sputtering, pera i te whakaahua 9a.Ko te ahuareka, ko te NiO / SnO2 pn-heterojunction sensor i whakaatu i te ahua o te ahua o te ahua mo te H2 me te NO2 (Fig. 9a).Hei whakaoti i tenei hua, Kwon et al.157 i whakatewhatewhahia pehea te whakarereke a NO2 me te H2 i nga kuhanga kawe kawe me te whakarite \(V_{bi}^0\) o nga rawa e rua ma te whakamahi i nga tohu-IV me te whaihanga rorohiko (Fig. 9bd).Ko nga ahua 9b me c e whakaatu ana i te kaha o te H2 me te NO2 ki te huri i te kiato kawe o nga puoro i runga i te p-NiO (pp0) me te n-SnO2 (nn0), ia.I whakaatuhia e ratou ko te pp0 o te momo-p NiO he paku rereke i roto i te taiao NO2, i te mea kua tino rerekee i roto i te taiao H2 (Fig. 9b).Engari, mo te momo-n SnO2, he rereke te ahua o te nn0 (Fig. 9c).I runga i enei hua, ka whakatauhia e nga kaituhi i te wa i whakamahia ai te H2 ki te puoro i runga i te NiO / SnO2 pn heterojunction, ko te pikinga o te nn0 ka piki ake te Jn, me te \(V_{bi}^0\) i arahina ki te te heke o te whakautu (Fig. 9d).I muri i te whakamohiotanga ki te NO2, ko te hekenga nui o te nn0 i roto i te SnO2 me te iti o te pikinga o te pp0 i roto i te NiO ka arahi ki te heke nui o te \(V_{bi}^0\), e whakarite ana i te piki ake o te urupare tairongo (Fig. 9d ) 157 Hei whakamutunga, ko nga huringa o te kukū o nga kaikawe me te \(V_{bi}^0\) ka puta nga huringa o te katoa o te ia, ka pa atu ki te kaha ki te rapu.
Ko te tikanga whakamohiotanga o te pukoro hau kei runga i te hanganga o te taputapu Momo III.Te tirotiro i nga whakaahua whakawhiti irahiko (SEM), te taputapu nanocoil p-NiO / n-SnO2 me nga ahuatanga pūoko o te p-NiO / n-SnO2 nanocoil heterojunction sensor i te 200 ° C mo te H2 me te NO2;b , SEM whiti-wahanga o te taputapu c, me nga hua whaihanga o te taputapu me te paparanga p-NiO b me te paparanga n-SnO2 c.Ko te b p-NiO pūoko me te c n-SnO2 pūoko ine me te ōrite ki ngā āhuatanga I-V i roto i te hau maroke me muri i te rongo ki H2 me NO2.I whakatauirahia he mapi ahu-rua o te kiato b-poka i roto i te p-NiO me te mapi o nga irahiko c i te paparanga n-SnO2 me te tauine tae ma te whakamahi i te rorohiko Sentaurus TCAD.d Ko nga hua whaihanga e whakaatu ana i te mapi 3D o p-NiO/n-SnO2 i te hau maroke, H2 me NO2157 i te taiao.
I tua atu i nga ahuatanga matū o te rawa ake, ko te hanganga o te taputapu Momo III e whakaatu ana i te kaha ki te hanga i nga puoro hau-whaiaro, kaore e taea ki nga taputapu Momo I me te Momo II.Na te mea ko o raatau waahi hiko (BEF), ka whakamahia nga hanganga diode pn heterojunction ki te hanga i nga taputapu photovoltaic me te whakaatu i te kaha ki te hanga i nga pūoko hau whakaahua hiko-whaiaro i te pāmahana rūma i raro i te whakamarama74,158,159,160,161.Ko te BEF i te heterointerface, na te rereketanga o nga taumata Fermi o nga rauemi, ka whai waahi ano ki te wehewehe i nga takirua hiko-hiko.Ko te painga o te pukoro hau photovoltaic mana ake ko te iti o te kohi hiko na te mea ka taea e ia te tango i te kaha o te rama whakamarama katahi ka whakahaere i a ia ano me etahi atu taputapu iti me te kore e hiahiatia he puna hiko o waho.Hei tauira, kua hangaia e Tanuma me Sugiyama162 nga heterojunctions NiO/ZnO pn hei pūtau solar hei whakahohe i nga pūoko CO2 polycrystalline-a-SnO2.Gad et al.74 i kii mai he pukoro hau photovoltaic-whaiaro i runga i te Si/ZnO@CdS pn heterojunction, penei i te Whakaahua 10a.I whakatipuhia nga waea nano ZnO poutū ki runga i nga taputapu silicon momo-p hei hanga i nga heterojunctions Si/ZnO pn.Na ka whakarerekētia nga matūriki CdS i runga i te mata o te nanowires ZnO na roto i te whakarereketanga mata matū.I te piki.Ko te 10a e whakaatu ana i nga hua whakautu a Si/ZnO@CdS mo te O2 me te waihano.I raro i te whakamarama, ko te ngaohiko tuwhera (Voc) na te wehewehenga o nga takirua hiko-hiko i te wa o te BEP i te Si / ZnO heterointerface ka piki ake ki te maha o nga diodes hono74,161.Ka taea te whakaatu i te Voc ma te wharite.(5) 156,
ko ND, NA, me Ni ko nga kuhanga o te hunga koha, nga kaikawe, me nga kaikawe o roto, a ko te k, T, me te q he rite tonu nga tawhā ki te wharite o mua.Ina pa ana ki nga hau whakapouri, ka tangohia e ratou nga irahiko mai i nga waea nano ZnO, ka heke te \(N_D^{ZnO}\) me te Voc.Engari, ko te whakaheke hau i hua te pikinga o te Voc (Fig. 10a).A, no te whakapaipai i te ZnO ki te CdS nanoparticles, ka werohia nga electrons photoexcited i roto i te CdS nanoparticles ki te roopu kawe o ZnO me te taunekeneke ki te hau adsorbed, na reira ka piki ake te pai o te tirohanga74,160.Ko te ahua o te pukoro hau photovoltaic e rite ana ki a Si/ZnO i korerotia e Hoffmann et al.160, 161 (Fig. 10b).Ka taea te whakarite i tenei puoro ma te whakamahi i te raina o te amine-functionalized ZnO nanoparticles ([3-(2-aminoethylamino)propyl]trimethoxysilane) (amino-functionalized-SAM) me te thiol ((3-mercaptopropyl) -functionalized, hei whakatika i te mahi mahi. o te hau whainga mo te kimi whiriwhiringa o NO2 (trimethoxysilane) (thiol-functionalized-SAM)) (Fig. 10b) 74,161.
He pūoko hau whakaahua hiko i runga i te hanganga o te taputapu momo III.he pūoko hau photovoltaic-whaiaro i runga i te Si/ZnO@CdS, te tikanga whakamohio-whaiaro me te whakautu pūoko ki nga hau (O2) me te whakaheke (1000 ppm ethanol) i raro i te ra;74b Pūoko hau photovoltaic-whaiaro i runga i nga pūoko Si ZnO/ZnO me nga urupare pūoko ki nga momo hau i muri i te mahi a ZnO SAM me nga amine mutunga me nga thiols 161
Na reira, i te wa e korero ana mo te tikanga tairongo o nga momo III sensor, he mea nui ki te whakatau i te huringa o te teitei o te aukati heterojunction me te kaha o te hau ki te awe i te kukū kawe.I tua atu, ka taea e te whakamarama te whakaputa i nga kaikawe whakaahua e tauhohe ana ki nga hau, e oati ana mo te rapu hau-a-whaiaro.
I korerohia i roto i tenei arotake tuhinga, he maha nga rereke rereke o te MOS heteronanostructures kua hangaia hei whakapai ake i te mahi puoro.I rapuhia te papaaarangi Tukutuku o te Putaiao mo nga kupu matua (te whakahiato waikura, te waikura whakarewa matua, te waikura whakarewa paparanga, me te kaitirotiro hau-a-whaiaro) tae atu ki nga ahuatanga motuhake (te nui, te tairongo/te kowhiringa, te kaha whakangao hiko, whakangao) .Tikanga Ko nga ahuatanga o te toru o enei taputapu e toru e whakaatuhia ana i te Ripanga 2. Ko te kaupapa hoahoa whanui mo nga pukoro hau mahi teitei ka korerohia ma te wetewete i nga take matua e toru i whakaarohia e Yamazoe.Nga Hangahanga mo te MOS Heterostructure Sensors Kia mohio ai koe ki nga mea e awe ana i nga pukoro hau, he maha nga tawhā MOS (hei tauira, te rahi o te witi, te pāmahana whakahaere, te koha me te kiato o te waatea o te hāora, nga rererangi karaihe tuwhera) kua ata tirohia.Ko te hanganga o te taputapu, he mea tino nui ki te whanonga o te pukoro, kua warewarehia, kua iti nei te korero.Ka matapakihia e tenei arotake nga tikanga mo te kimi i nga momo angamaheni e toru o te hanganga taputapu.
Ko te rahi o te witi, te tikanga whakangao, me te maha o nga heterojunctions o nga mea tairongo i roto i te Momo I pūoko ka tino pa ki te tairongo o te puoro.I tua atu, ko te whanonga o te puoro e pa ana ki te owehenga molar o nga waahanga.Ko nga hanganga taputapu Momo II (he heteronanostructures whakapaipai, he kiriata takirua, he kiriata multilayer ranei, HSSNs) ko nga hanganga taputapu rongonui e rua, neke atu ranei nga waahanga, a kotahi noa te waahanga e hono ana ki te hiko.Mo tenei hanganga taputapu, he mea nui te whakatau i te waahi o nga hongere kawe me o raatau huringa whanaungatanga ki te ako i te tikanga o te tirohanga.Na te mea kei roto i nga taputapu momo II te maha o nga hanganga heteronano hierarchical rerekee, he maha nga momo tikanga mohio kua tohua.I roto i te momo III te hanganga tairongo, ko te hongere whakahaere e kaha ana i te heterojunction i hangaia i te heterojunction, a he rereke te ahua o te whakaaro.Na reira, he mea nui ki te whakatau i te huringa o te teitei o te parenga heterojunction i muri i te whakaputanga o te hau whainga ki te momo III sensor.Ma tenei hoahoa, ka taea te hanga i nga pukoro hau photovoltaic whaiaro hei whakaiti i te whakapau hiko.Heoi, i te mea he uaua te mahi hangahanga o naianei, he iti ake te maaramatanga i nga kaitao hau hau whakaahuru a te MOS, he nui tonu te ahunga whakamua i roto i te rangahau o nga pukoro hau hiko-whaiaro.
Ko nga painga nui o te hau MOS pūoko me te hierarchical heteronanostructures ko te tere me te tairongo teitei ake.Heoi ano, kei te noho tonu etahi raru nui o nga pukoro hau MOS (hei tauira, te teitei o te pāmahana whakahaere, te pumau mo te wa roa, te ngoikore o te whiriwhiringa me te whakaputa hou, nga paanga haumākū, me etahi atu) me whakatikahia i mua i te whakamahi i roto i nga mahi mahi.Ko nga pukoro hau MOS o naianei e mahi ana i nga wera teitei ka pau te mana nui, e pa ana ki te pumau o te pukoro mo te wa roa.E rua nga huarahi noa ki te whakaoti i tenei raruraru: (1) te whakawhanaketanga o nga maramara pukoro hiko iti;(2) te whakawhanaketanga o nga rawa tairongo hou ka taea te mahi i te iti o te pāmahana, ahakoa i te pāmahana rūma.Ko tetahi huarahi ki te whakawhanaketanga o nga maramara pukoro iti-hiko ko te whakaiti i te rahi o te pukoro ma te hanga i nga papa whakamahana moroiti i runga i nga karamu me te silicon163.Ka pau te 50-70 mV mo ia pereti whakawera moroiti e hangai ana i te karamiki, engari ka taea e nga papa whakamahana moroiti kua pai ake te pau i te 2 mW ia pukoro ina mahi tonu i te 300 °C163,164.Ko te whakawhanaketanga o nga rauemi rongo hou he huarahi whai hua hei whakaiti i te kai hiko ma te whakaheke i te pāmahana whakahaere, ka taea hoki te whakapai ake i te pumau o te puoro.I te mea kei te whakaheke haere tonu te rahi o te MOS ki te whakanui ake i te maaramatanga o te puoro, ka nui ake te wero o te waiariki o te MOS, tera pea ka paheke i te tohu tohu165.I tua atu, ko te wera nui e whakatairanga ana i te tohatoha o nga rauemi i te heterointerface me te hanganga o nga waahanga whakauru, e pa ana ki nga taonga hiko o te puoro.Ko nga kairangahau e kii ana ka taea te whakaheke i te pāmahana whakahaere tino pai o te puoro ma te kowhiri i nga rauemi taapiri tika me te whakawhanake i nga hanganga heteronano MOS.Ko te rapu tikanga iti-mahana mo te hanga i nga heteronanostructures MOS tino tioata ko tetahi atu huarahi pai ki te whakapai ake i te pumau.
Ko te kowhiringa o nga pukoro MOS tetahi atu take whaihua na te mea ka noho tahi nga hau rereke me te hau i whaaia, i te nuinga o nga wa ka aro nga pūoko MOS ki te neke atu i te kotahi hau me te whakaatu i te tairongo whakawhiti.No reira, ko te whakanui ake i te kowhiringa o te pukoro ki te hau i whaaia me etahi atu hau he mea tino nui mo nga mahi whaihua.I roto i nga tekau tau kua pahure ake nei, kua whakatauhia te whiringa ma te hanga i nga huinga o nga pūoko hau e kiia nei ko "ihu hiko (E-ihu)" i te whakakotahitanga me nga algorithm tātari rorohiko penei i te whakangungu vector quantization (LVQ), te tātari wae matua (PCA), aha atu e.Nga raruraru a te tangata.Ko nga Waahanga Waahanga Iti (PLS), me etahi atu. 31, 32, 33, 34. E rua nga mea matua (ko te maha o nga pukoro, e hono tata ana ki te momo o nga mea mohio, me te tātari rorohiko) he mea nui ki te whakapai ake i te kaha o nga ihu hiko. ki te tautuhi hau169.Heoi, ko te whakanui ake i te maha o nga pukoro he maha nga tikanga whakangao uaua, na reira he mea nui ki te rapu tikanga ngawari hei whakapai ake i te mahi o nga ihu hiko.I tua atu, ko te whakarereke i te MOS me etahi atu rauemi ka taea hoki te whakanui ake i te whiriwhiringa o te puoro.Hei tauira, ka taea te kimi whiriwhiringa o H2 na te pai o te mahi catalytic o te MOS kua whakarereketia me te NP Pd.I nga tau tata nei, kua pania e etahi kairangahau te mata o te MOS MOF hei whakapai ake i te kowhiringa o te pukoro na roto i te whakakorenga rahi171,172.Ma te whakaawea e tenei mahi, ka taea e te whakangao rauemi te whakaoti i te raru o te whiriwhiringa.Engari, he nui tonu nga mahi hei whiriwhiri i nga rauemi tika.
Ko te whakahoki ano i nga ahuatanga o nga pukoro i hangaia i raro i nga tikanga me nga tikanga ano tetahi atu whakaritenga nui mo te hanga nui-nui me nga tono mahi.Ko te tikanga, ko nga tikanga centrifugation me te ruku he tikanga utu iti mo te hanga i nga pukoro hau nui.Engari, i roto i enei mahinga, ka kaha te whakahiato o nga mea tairongo, ka ngoikore te hononga i waenga i nga mea tairongo me te tïpako68, 138, 168. Ko te mutunga, ka tino paheke te tairongo me te pumau o te pukoro, ka taea te whakaputa ano.Ko etahi atu tikanga hanga penei i te pupuhi, te ALD, te whakaheke laser puhoi (PLD), me te whakahekenga kohu tinana (PVD) ka taea te hanga i nga kiriata MOS takirua, paparanga maha ranei ki runga i nga taputapu hiraka, konumohe ranei.Ko enei tikanga ka karo i te hanga o nga rawa tairongo, te whakarite i te whakaputanga o te pukoro, me te whakaatu i te kaha o te hanga nui-nui o nga pukoro kiriata kikokore.Heoi, he iti ake te tairongo o enei kiriata papatahi i tera o nga rawa hanga-nano 3D na te iti o te waahi mata motuhake me te iti o te uruhanga hau41,174.Ko nga rautaki hou mo te whakatipu MOS heteronanostructures i nga waahi motuhake i runga i nga microarrays hanganga me te whakahaere tika i te rahi, te matotoru, me te ahua o nga rawa tairongo he mea tino nui mo te hanga iti-utu o nga puoro-wafer-level me te nui o te reproducibility me te tairongo.Hei tauira, ko Liu et al.I whakaarohia e 174 he rautaki whakakotahi o runga-iho me raro-runga mo te hanga i nga kiripiripiri teitei ma te tipu i roto i nga waahi Ni(OH)2 nanowalls i nga waahi motuhake..Wafers mo nga moroiti.
I tua atu, he mea nui ano hoki te whakaaro ki te paanga o te haumākū ki te pūoko i roto i nga tono mahi.Ka taea e nga ngota ngota wai te whakataetae ki nga ngota ngota hāora mo nga waahi whakaurunga i roto i nga taonga puoro me te pa ki te kawenga a te pukoro mo te hau i whaaia.Pērā i te hāora, ka mahi te wai hei rāpoi ngota mā te urunga ā-tinana, ka taea hoki te noho i roto i te ahua o te tuwhenahe hydroxyl, te roopu hydroxyl ranei i nga momo teihana waikura na roto i te chemisorption.I tua atu, na te nui o te taumata me te makuku rereke o te taiao, he raruraru nui te whakautu pono o te pukoro ki te hau kua whakaritea.He maha nga rautaki i hangaia hei whakatika i tenei raru, penei i te hau i mua i te aro177, te kapeneheihana makuku me nga tikanga reanga-whakawhitiwhiti178, me nga tikanga whakamaroke179,180.Engari, he utu nui enei tikanga, he uaua, he whakaiti i te aro o te puoro.He maha nga rautaki utu iti kua whakaarohia hei pehi i nga paanga o te makuku.Hei tauira, ko te whakapaipai i te SnO2 me te Pd nanoparticles ka taea te whakatairanga i te huringa o te hāora whakauru ki roto i nga matūriki anionic, me te mahi i te SnO2 me nga rauemi e tino pai ana mo nga ngota ngota wai, penei i te NiO me te CuO, e rua nga huarahi hei aukati i te makuku i runga i nga ngota ngota wai..Pūoko 181, 182, 183. I tua atu, ka taea hoki te whakaiti i te paanga o te makuku ma te whakamahi i nga rauemi hydrophobic hei hanga i nga mata hydrophobic36,138,184,185.Heoi ano, kei te timatanga tonu te whakawhanaketanga o nga pukoro hau-atete ki te makuku, me nga rautaki matatau ake hei whakatika i enei take.
Hei whakamutunga, kua tutuki nga whakapainga o te mahi rapu (hei tauira, te tairongo, te whiriwhiringa, te iti o te pāmahana whakahaere tino pai) na te hanga i nga hanganga heteronano MOS, me nga momo tikanga rapunga kua pai ake.I te wa e ako ana i te tikanga o tetahi pukoro, me whai whakaaro ano te hangahanga ahuahanga o te taputapu.Ko te rangahau ki nga rauemi hou me te rangahau i nga rautaki tito matatau hei whakapai ake i te mahi o nga pukoro hau me te whakatika i nga wero kei te heke mai.Mo te whakatikatika i nga ahuatanga o te puoro, me hanga nahanaha te hononga i waenga i te tikanga waihanga o nga rauemi puoro me te mahi a te heteronanostructures.I tua atu, ko te rangahau o nga tauhohenga mata me nga huringa i roto i te heterointerfaces ma te whakamahi i nga tikanga tohu hou ka awhina i te whakamarama i nga tikanga o to ratau whakaaro me te whakarato i nga taunakitanga mo te whakawhanaketanga o nga puoro i runga i nga rauemi heteronanostructured.Ka mutu, ma te rangahau i nga rautaki hanga pukoro hou ka taea te hanga i nga pukoro hau iti i te taumata angiangi mo o raatau tono ahumahi.
Genzel, NN et al.He rangahau roa mo nga taumata hauota hauota o roto me nga tohu manawa mo nga tamariki mate huango i nga taone nui.noho tata.Te tirohanga hauora.116, 1428–1432 (2008).
Wā tuku: Noema-04-2022
