Publication detail

Atomic Layer Deposition of SnO2-Coated Anodic One-Dimensional TiO(2 )Nanotube Layers for Low Concentration NO2 Sensing

Year: 2020

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: ACS Applied Materials & Interfaces

Publisher name: American Chemical Society

Place: Washington

Page from-to: 33386-33396

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Depozice atomárních vrstev SnO2 na anodické jednodimenzionální vrstvy TiO2 nanotrubic pro sensorické aplikace NO2 o nízkých koncentracích	Neustále pokračující emise oxidů dusíků přispívá k celkovému znečištění atmosféry a snižování kvality ovzduší. S tím souvísí potřebnost využit takový NO2 plynný sensor, který je schopen zachytit nízké koncentrace v průběhu dlouhodobého sledování, směrem k uspokojení požadavků na bezpečnost a zdraví. Sensorický výkon toho kterého sensoru na bázi oxidu kovů přednostně závisí na jeho dostupné měrné ploše pro sorpci a desorpci kyslíku, efektivní přenos náboje, a tlouštce a velikosti sensorické plochy. V této práci jsme využitili jednodimenzionálních vrstev TiO2 nanotrubic o tlouštce 5 mikrometrů, které splňují výše uvedené požadavky na měrnou plochu, a pokryli jsme je tenkými vrstvami SnO2, které jsou samy o sobě vynikající jako sensorické vrstvy. Homogenní pokrytí nanotrubic bylo dosaženo využitím technologie depozice atomárních vrstev, přičemž byly realizovány vrstvy o tlouštce 4, 8 a 16 nm. Takto připravené sensory vykazovali lepší odezvu než komerční sensory Figaro. Obvzláště dobrý byl sensor s vrstvou 8 nm SnO2, který vykazoval až 10ti násobnou odezvu oproti samotným TiO2 nanotrubicím při expozici 1 ppm NO2 při operační teplotě 300°C a vloženém napětí 0.5 V. Tento výkon je možné přisoudit synergii přechodu SnO2 a TiO2 a optimální tloušťce SnO2 vrstvy v rozmezí Debyeovi tloušťky. Tato práce jednoznačně demonstruje, jak synergické je využití platformy TiO2 nanotrubic a aktivní sensorické vrstvy pro různé sensorické aplikace.	funkční vrsvy; TiO2 nanotrubice; depozice atomárních vrstev; povrchy a rozhraní
eng	Atomic Layer Deposition of SnO2-Coated Anodic One-Dimensional TiO(2 )Nanotube Layers for Low Concentration NO2 Sensing	The continuous emission of nitrous oxides contributes to the overall air pollution and deterioration of air quality. In particular, an effective NO2 sensor capable of low concentration detection for continuous monitoring is demanded for safety, health, and wellbeing. The sensing performance of a metal oxide-based sensor is predominantly influenced by the availability of surface area for O-2 adsorption and desorption, efficient charge transport, and size or thickness of the sensing layer. In this study, we utilized anodic one-dimensional (1D) TiO2 nanotube layers of 5 mu m thick which offer large surface area and unidirectional electron transport pathway as a platform to accommodate thin SnO2 coatings as a sensing layer. Conformal and homogeneous SnO2 coatings across the entire inner and outer TiO2 nanotubes were achieved by atomic layer deposition with a controlled thickness of 4, 8, and 16 nm. The SnO2-coated TiO2 nanotube layers attained a higher sensing response than a reference Figaro SnO2 sensor. Specifically, the 8 nm SnO2-coated TiO2 nanotube layer has recorded up to ten-fold enhancement in response as compared to the blank nanotubes for the detection of 1 ppm NO2 at an operating temperature of 300 degrees C with 0.5 V applied bias. This is attributed to the SnO2/TiO2 heterojunction effect and controlled SnO2 thickness within the range of the Debye length. We demonstrated in this work, a tailored large surface area platform based on 1D nanotubes with thin active coatings as an efficient approach for sensing applications and beyond.	gas sensing; functional coatings; TiO2 nanotubes; atomic layer deposition; surface and interface

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links