Ru掺杂ZnO纳米棒阵列薄膜氢气传感器性能研究

金属氧化物半导体氢气传感器具备可集成、高响应、长寿命等优势,在氢能的安全制备、存储、运输和使用过程中对氢气泄露预警起着重要的作用。本文采用一步水热法制备了取向生长的Ru掺杂ZnO纳米棒阵列薄膜,在非加热条件下获得了高响应度、选择性高的氢气气敏传感性能。通过XRD、SEM、XPS、Raman和EPR等测试方法表征样品的微结构、化学价态,探索传感性能提升机理。高取向的纳米棒阵列降低了电子输运过程的能垒,提供了电子快速输运通道,有利于实现非加热式气敏响应。Ru掺杂在降低纳米棒直径的同时提升纳米棒的密度,增加表面氧空位浓度及表面氧吸附,Ru同时还参与气敏响应氧化还原反应过程,进一步提升了氢气气敏响应性能。