產(chǎn)品中心 應(yīng)用方案 技術(shù)文摘質(zhì)量保證產(chǎn)品選型 下載中心業(yè)內(nèi)動態(tài) 選型幫助 品牌介紹 產(chǎn)品一覽 聯(lián)系我們
- 新型納米線傳感器是物聯(lián)網(wǎng)的下一步
- 來源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2023/2/9
一種新的微型二氧化氮傳感器可以幫助保護(hù)環(huán)境免受導(dǎo)致肺部疾病和酸雨的車輛污染物的侵害。
來自澳大利亞研究委員會變革性元光學(xué)系統(tǒng)TMOS的研究人員開發(fā)了一種由納米線陣列制成的傳感器,每邊五分之一毫米,這意味著它可以很容易地集成到硅芯片中。
在新一期《先進(jìn)材料》上發(fā)表的研究中,該機(jī)構(gòu)澳大利亞國立大學(xué)團(tuán)隊(duì)的博士學(xué)者和主要作者Shiyu Wei將傳感器描述為不需要電源,因?yàn)樗揽孔约旱奶柲馨l(fā)電機(jī)運(yùn)行。
Wei說:“當(dāng)我們把這樣的設(shè)備集成到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的傳感器網(wǎng)絡(luò)中時(shí),低功耗在系統(tǒng)尺寸和成本方面是一個(gè)巨大的優(yōu)勢。該傳感器可以安裝在您的汽車中,如果檢測到廢氣排放的危險(xiǎn)水平的二氧化氮,則會發(fā)出警報(bào)并發(fā)送到您的手機(jī)。
共同主要作者李喆博士說:“這個(gè)設(shè)備只是一個(gè)開始。它還可以用于檢測其他氣體,例如丙酮,丙酮可以用作酮癥(包括糖尿病酮癥)的非侵入性呼氣測試,這可以挽救無數(shù)生命。
現(xiàn)有的氣體檢測儀體積龐大且速度慢,需要訓(xùn)練有素的操作員。相比之下,新設(shè)備可以快速輕松地測量不到十億分之一,TMOS原型使用USB接口連接到計(jì)算機(jī)。
二氧化氮是NOx類別的污染物之一。除了助長酸雨外,即使是小濃度的酸雨,它也對人類有害。它是汽車常見的污染物,也是由燃?xì)庠钤谑覂?nèi)產(chǎn)生的。
該裝置的關(guān)鍵是位于底座上的納米線形狀的PN結(jié) - 太陽能電池的引擎 - 形狀為納米線(直徑約100納米,高度為3至4微米的小六角形柱子)。由數(shù)千個(gè)間隔約600納米的納米線太陽能電池組成的有序陣列形成了傳感器。
整個(gè)裝置由磷化銦制成,基部摻雜鋅以形成P部分,納米線頂部的N部分摻雜硅。每根納米線的中間部分(內(nèi)稟部分,I)將P和N部分分開。
落在器件上的光會導(dǎo)致小電流在 N 和 P 部分之間流動。但是,如果PN結(jié)的固有中間部分被任何二氧化氮接觸,二氧化氮是一種吸收電子的強(qiáng)氧化劑,這將導(dǎo)致電流下降。
浸漬的大小可以計(jì)算空氣中二氧化氮的濃度。EME博士后李喆博士的數(shù)值建模表明,PN結(jié)的設(shè)計(jì)和制造對于放大化信號至關(guān)重要。
二氧化氮的特性——強(qiáng)吸附、強(qiáng)氧化——使磷化銦很容易與其他氣體區(qū)分開來。傳感器還可以通過功能化磷化銦納米線表面來優(yōu)化以檢測其他氣體。
TMOS研究員,研究小組組長嵐傅教授說:“目標(biāo)是在一個(gè)小芯片上感應(yīng)多種氣體。除了環(huán)境污染物外,這些傳感器還可以用于醫(yī)療保健,例如,用于疾病生物標(biāo)志物的呼氣測試。
“微型氣體傳感器易于集成和擴(kuò)展。這與元光學(xué)相結(jié)合,有望實(shí)現(xiàn)具有高性能和多種功能的多路復(fù)用傳感器,這將使它們能夠適應(yīng)智能傳感網(wǎng)絡(luò)。TMOS是一個(gè)由澳大利亞各地的研究小組組成的網(wǎng)絡(luò),致力于推進(jìn)這一領(lǐng)域。
“我們開發(fā)的技術(shù)將在未來幾年改變我們的生活和社會,大規(guī)模實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),在空氣污染監(jiān)測、工業(yè)化學(xué)品危害檢測、智能城市和個(gè)人醫(yī)療保健等應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集和自主響應(yīng)。
- 如果本文收錄的圖片文字侵犯了您的權(quán)益,請及時(shí)與我們聯(lián)系,我們將在24內(nèi)核實(shí)刪除,謝謝!