【国际论文】环境空气中网络化 SnO₂/Ga₂O₃核壳纳米颗粒块体和跨界面电荷转移的阻抗光谱学研究

        近期，由波兰弗罗茨瓦夫理工大学的研究团队在学术期刊Sensors发布了一篇名为Impedance Spectroscopy Study of Charge Transfer in the Bulk and Across the Interface in Networked SnO₂/Ga₂O₃ Core–Shell Nanobelts in Ambient Air（环境空气中网络化 SnO₂/Ga₂O₃ 核壳纳米颗粒块体和跨界面电荷转移的阻抗光谱学研究）的文章。

摘要

        金属氧化物核壳纤维纳米结构是用于检测多种还原和氧化气体的有前景的气体敏感材料。在这些结构中，两种具有不同功函数的材料接触形成同轴异质结。然而，壳层材料对电荷载流子运输的影响尚未得到充分理解。这是由于同质、异质和金属/半导体结的存在，使得利用直流方法研究电荷传递变得困难。然而，为了改善这些复杂结构的气体传感特性，首先必须建立对环境空气中电荷传递的良好理解。本文展示了在环境空气中对网络化SnO₂/Ga₂O₃核壳纳米带的阻抗谱研究。采用热升华法通过蒸汽-液体-固体（VLS）机制直接在交指金电极上生长锡氧化物纳米带。通过卤化物气相外延（HVPE）方法制备了两种不同厚度的氮氧化镓壳层，并在189-768°C范围内测量了阻抗谱。研究发现，核壳纳米带的体电阻因在SnO₂核心中形成电子积累层而降低。在530°C以上，SnO₂的热还原及其功函数的降低导致电子从积累层流入Ga₂O₃壳层，结果使体电阻增加。这种核壳纳米结构的结电阻与SnO₂纳米带的电阻相当，因为这两种结构可能通过现有的SnO₂/SnO₂同质结连接，形成薄的非晶层。