ప్రధాన ఘన-స్థితి గ్యాస్ సెన్సార్‌లుగా, నానో మెటల్ ఆక్సైడ్ సెమీకండక్టర్ గ్యాస్ సెన్సార్‌లు పారిశ్రామిక ఉత్పత్తి, పర్యావరణ పర్యవేక్షణ, ఆరోగ్య సంరక్షణ మరియు ఇతర రంగాలలో వాటి అధిక సున్నితత్వం, తక్కువ తయారీ వ్యయం మరియు సాధారణ సిగ్నల్ కొలత కోసం విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి.ప్రస్తుతం, నానో మెటల్ ఆక్సైడ్ సెన్సింగ్ మెటీరియల్స్ యొక్క గ్యాస్ సెన్సింగ్ లక్షణాల మెరుగుదలపై పరిశోధన ప్రధానంగా నానోస్కేల్ మెటల్ ఆక్సైడ్‌ల అభివృద్ధిపై దృష్టి సారిస్తుంది, నానోస్ట్రక్చర్ మరియు డోపింగ్ సవరణ వంటివి.

నానో మెటల్ ఆక్సైడ్ సెమీకండక్టర్ సెన్సింగ్ మెటీరియల్స్ ప్రధానంగా SnO2, ZnO, Fe2O3,VO2, In2O3, WO3, TiO2, మొదలైనవి. సెన్సార్ భాగాలు ఇప్పటికీ విస్తృతంగా ఉపయోగించే రెసిస్టివ్ గ్యాస్ సెన్సార్‌లు, నాన్-రెసిస్టివ్ గ్యాస్ సెన్సార్‌లు కూడా వేగంగా అభివృద్ధి చేయబడుతున్నాయి.

ప్రస్తుతం, నానోట్యూబ్‌లు, నానోరోడ్ శ్రేణులు, నానోపోరస్ పొరలు మొదలైన భారీ నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యంతో నిర్మాణాత్మక సూక్ష్మ పదార్ధాలను తయారు చేయడం ప్రధాన పరిశోధన దిశ. గ్యాస్ శోషణ సామర్థ్యాన్ని మరియు వాయువు వ్యాప్తి రేటును పెంచడానికి, తద్వారా సున్నితత్వం మరియు ప్రతిస్పందన వేగం మెరుగుపడుతుంది. పదార్థాల వాయువుకు.మెటల్ ఆక్సైడ్ యొక్క ఎలిమెంటల్ డోపింగ్, లేదా నానోకంపొజిట్ వ్యవస్థ నిర్మాణం, ప్రవేశపెట్టిన డోపాంట్ లేదా కాంపోజిట్ భాగాలు ఉత్ప్రేరక పాత్రను పోషిస్తాయి మరియు నానోస్ట్రక్చర్‌ను నిర్మించడానికి సహాయక క్యారియర్‌గా కూడా మారవచ్చు, తద్వారా సెన్సింగ్ యొక్క మొత్తం గ్యాస్ సెన్సింగ్ పనితీరును మెరుగుపరుస్తుంది. పదార్థాలు.

1. నానో టిన్ ఆక్సైడ్ (SnO2) ఉపయోగించిన గ్యాస్ సెన్సింగ్ పదార్థాలు

టిన్ ఆక్సైడ్ (SnO2) అనేది ఒక రకమైన సాధారణ సున్నితమైన గ్యాస్ సెన్సిటివ్ పదార్థం.ఇది ఇథనాల్, H2S మరియు CO వంటి వాయువులకు మంచి సున్నితత్వాన్ని కలిగి ఉంటుంది. దీని వాయువు సున్నితత్వం కణ పరిమాణం మరియు నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.SnO2 నానోపౌడర్ యొక్క పరిమాణాన్ని నియంత్రించడం గ్యాస్ సెన్సిటివిటీని మెరుగుపరచడంలో కీలకం.

మెసోపోరస్ మరియు మాక్రోపోరస్ నానో టిన్ ఆక్సైడ్ పౌడర్‌ల ఆధారంగా, పరిశోధకులు CO ఆక్సీకరణ కోసం అధిక ఉత్ప్రేరక చర్యను కలిగి ఉన్న మందపాటి-ఫిల్మ్ సెన్సార్‌లను సిద్ధం చేశారు, అంటే అధిక గ్యాస్ సెన్సింగ్ కార్యాచరణ.అదనంగా, నానోపోరస్ నిర్మాణం దాని పెద్ద SSA, రిచ్ గ్యాస్ డిఫ్యూజన్ మరియు మాస్ ట్రాన్స్‌ఫర్ ఛానెల్‌ల కారణంగా గ్యాస్ సెన్సింగ్ మెటీరియల్‌ల రూపకల్పనలో హాట్ స్పాట్‌గా మారింది.

2. నానో ఐరన్ ఆక్సైడ్ (Fe2O3) ఉపయోగించిన గ్యాస్ సెన్సింగ్ పదార్థాలు

ఐరన్ ఆక్సైడ్ (Fe2O3)రెండు క్రిస్టల్ రూపాలను కలిగి ఉంది: ఆల్ఫా మరియు గామా, ఈ రెండింటినీ గ్యాస్ సెన్సింగ్ మెటీరియల్‌లుగా ఉపయోగించవచ్చు, అయితే వాటి యొక్క గ్యాస్ సెన్సింగ్ లక్షణాలు పెద్ద తేడాలను కలిగి ఉంటాయి.α-Fe2O3 కొరండం నిర్మాణానికి చెందినది, దీని భౌతిక లక్షణాలు స్థిరంగా ఉంటాయి.దీని గ్యాస్ సెన్సింగ్ మెకానిజం ఉపరితల నియంత్రణలో ఉంటుంది మరియు దాని సున్నితత్వం తక్కువగా ఉంటుంది.γ-Fe2O3 స్పినెల్ నిర్మాణానికి చెందినది మరియు మెటాస్టేబుల్.దీని గ్యాస్ సెన్సింగ్ మెకానిజం ప్రధానంగా బాడీ రెసిస్టెన్స్ కంట్రోల్. ఇది మంచి సున్నితత్వాన్ని కలిగి ఉంటుంది కానీ పేలవమైన స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు α-Fe2O3కి మార్చడం మరియు గ్యాస్ సెన్సిటివిటీని తగ్గించడం సులభం.

ప్రస్తుత పరిశోధన Fe2O3 నానోపార్టికల్స్ యొక్క పదనిర్మాణ శాస్త్రాన్ని నియంత్రించడానికి సంశ్లేషణ పరిస్థితులను ఆప్టిమైజ్ చేయడంపై దృష్టి పెడుతుంది, ఆపై α-Fe2O3 నానోబీమ్‌లు, పోరస్ α-Fe2O3 నానోరోడ్‌లు, మోనోడిస్పెర్స్ α-Fe2O3 నానోరోడ్‌లు, α-Fe2O3 మెసోపోరేస్ 2, α-Fe2O3 వంటి అనుకూలమైన గ్యాస్-సెన్సిటివ్ పదార్థాల కోసం స్క్రీనింగ్ చేస్తుంది. సూక్ష్మ పదార్ధాలు మొదలైనవి.

3. నానో జింక్ ఆక్సైడ్ (ZnO) ఉపయోగించిన గ్యాస్ సెన్సింగ్ పదార్థాలు
జింక్ ఆక్సైడ్ (ZnO)ఒక సాధారణ ఉపరితల-నియంత్రిత గ్యాస్-సెన్సిటివ్ పదార్థం.ZnO-ఆధారిత గ్యాస్ సెన్సార్ అధిక ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత మరియు పేలవమైన ఎంపికను కలిగి ఉంది, ఇది SnO2 మరియు Fe2O3 నానోపౌడర్‌ల కంటే చాలా తక్కువ విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.అందువల్ల, ZnO సూక్ష్మ పదార్ధాల యొక్క కొత్త నిర్మాణాన్ని తయారు చేయడం, ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రతను తగ్గించడానికి మరియు ఎంపికను మెరుగుపరచడానికి నానో-ZnO యొక్క డోపింగ్ సవరణ నానో ZnO గ్యాస్ సెన్సింగ్ పదార్థాలపై పరిశోధన యొక్క దృష్టి.

ప్రస్తుతం, సింగిల్ క్రిస్టల్ నానో-ZnO గ్యాస్ సెన్సింగ్ మూలకం అభివృద్ధి అనేది ZnO సింగిల్ క్రిస్టల్ నానోరోడ్ గ్యాస్ సెన్సార్‌ల వంటి సరిహద్దు దిశలలో ఒకటి.

4. నానో ఇండియం ఆక్సైడ్ (In2O3) ఉపయోగించిన గ్యాస్ సెన్సింగ్ పదార్థాలు
ఇండియం ఆక్సైడ్ (In2O3)ఉద్భవిస్తున్న n-రకం సెమీకండక్టర్ గ్యాస్ సెన్సింగ్ మెటీరియల్.SnO2, ZnO, Fe2O3 మొదలైన వాటితో పోలిస్తే, ఇది విస్తృత బ్యాండ్ గ్యాప్, చిన్న రెసిస్టివిటీ మరియు అధిక ఉత్ప్రేరక చర్య మరియు CO మరియు NO2 లకు అధిక సున్నితత్వాన్ని కలిగి ఉంటుంది.నానో In2O3 ద్వారా ప్రాతినిధ్యం వహించే పోరస్ సూక్ష్మ పదార్ధాలు ఇటీవలి పరిశోధన హాట్‌స్పాట్‌లలో ఒకటి.పరిశోధకులు మెసోపోరస్ సిలికా టెంప్లేట్ రెప్లికేషన్ ద్వారా ఆర్డర్ చేసిన మెసోపోరస్ In2O3 పదార్థాలను సంశ్లేషణ చేశారు.పొందిన పదార్థాలు 450-650 ° C పరిధిలో మంచి స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటాయి, కాబట్టి అవి అధిక ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రతలతో గ్యాస్ సెన్సార్లకు అనుకూలంగా ఉంటాయి.అవి మీథేన్‌కు సున్నితంగా ఉంటాయి మరియు ఏకాగ్రత-సంబంధిత పేలుడు పర్యవేక్షణ కోసం ఉపయోగించవచ్చు.

5. నానో టంగ్స్టన్ ఆక్సైడ్ (WO3) ఉపయోగించిన గ్యాస్ సెన్సింగ్ పదార్థాలు
WO3 నానోపార్టికల్స్అనేది ట్రాన్సిషన్ మెటల్ కాంపౌండ్ సెమీకండక్టర్ మెటీరియల్, ఇది విస్తృతంగా అధ్యయనం చేయబడింది మరియు దాని మంచి గ్యాస్ సెన్సింగ్ ప్రాపర్టీ కోసం దరఖాస్తు చేయబడింది.నానో WO3 ట్రిక్క్లినిక్, మోనోక్లినిక్ మరియు ఆర్థోహోంబిక్ వంటి స్థిరమైన నిర్మాణాలను కలిగి ఉంది.పరిశోధకులు మెసోపోరస్ SiO2 ను టెంప్లేట్‌గా ఉపయోగించి నానో-కాస్టింగ్ పద్ధతి ద్వారా WO3 నానోపార్టికల్స్‌ను తయారు చేశారు.5 nm సగటు పరిమాణం కలిగిన మోనోక్లినిక్ WO3 నానోపార్టికల్స్ మెరుగైన గ్యాస్ సెన్సింగ్ పనితీరును కలిగి ఉన్నాయని మరియు WO3 నానోపార్టికల్స్ యొక్క ఎలెక్ట్రోఫోరేటిక్ నిక్షేపణ ద్వారా పొందిన సెన్సార్ జతల NO2 యొక్క తక్కువ సాంద్రతలు అధిక ప్రతిస్పందనను కలిగి ఉన్నాయని కనుగొనబడింది.

షట్కోణ దశ WO3 నానోక్లస్టర్‌ల సజాతీయ పంపిణీ అయాన్ ఎక్స్ఛేంజ్-హైడ్రోథర్మల్ పద్ధతి ద్వారా సంశ్లేషణ చేయబడింది.గ్యాస్ సెన్సిటివిటీ పరీక్ష ఫలితాలు WO3 నానోక్లస్టర్డ్ గ్యాస్ సెన్సార్ తక్కువ ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత, అసిటోన్ మరియు ట్రిమెథైలామైన్‌లకు అధిక సున్నితత్వం మరియు ఆదర్శ ప్రతిస్పందన పునరుద్ధరణ సమయాన్ని కలిగి ఉందని చూపిస్తుంది, ఇది పదార్థం యొక్క మంచి అప్లికేషన్ అవకాశాన్ని వెల్లడిస్తుంది.

6. నానో టైటానియం డయాక్సైడ్ (TiO2) ఉపయోగించిన గ్యాస్ సెన్సింగ్ పదార్థాలు
టైటానియం డయాక్సైడ్ (TiO2)గ్యాస్ సెన్సింగ్ పదార్థాలు మంచి ఉష్ణ స్థిరత్వం మరియు సాధారణ తయారీ ప్రక్రియ యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటాయి మరియు క్రమంగా పరిశోధకులకు మరొక వేడి పదార్థంగా మారాయి.ప్రస్తుతం, నానో-TiO2 గ్యాస్ సెన్సార్‌పై పరిశోధన అభివృద్ధి చెందుతున్న నానోటెక్నాలజీని ఉపయోగించడం ద్వారా TiO2 సెన్సింగ్ మెటీరియల్‌ల యొక్క నానోస్ట్రక్చర్ మరియు ఫంక్షనలైజేషన్‌పై దృష్టి పెడుతుంది.ఉదాహరణకు, పరిశోధకులు ఏకాక్షక ఎలెక్ట్రోస్పిన్నింగ్ టెక్నాలజీ ద్వారా మైక్రో-నానో-స్కేల్ బోలు TiO2 ఫైబర్‌లను తయారు చేశారు.ప్రీమిక్స్డ్ స్టాగ్నెంట్ ఫ్లేమ్ టెక్నాలజీని ఉపయోగించి, క్రాస్ ఎలక్ట్రోడ్‌ను టైటానియం టెట్రైసోప్రోపాక్సైడ్‌తో ప్రీమిక్స్డ్ స్టాగ్నెంట్ ఫ్లేమ్‌లో పదేపదే ఉంచుతారు, ఆపై నేరుగా TiO2 నానోపార్టికల్స్‌తో పోరస్ పొరను ఏర్పరుస్తుంది, ఇది CO.కి సున్నిత ప్రతిస్పందనను ఏకకాలంలో పెంచుతుంది. యానోడైజేషన్ ద్వారా నానోట్యూబ్ శ్రేణి మరియు దానిని SO2 గుర్తించడానికి వర్తిస్తుంది.

7. గ్యాస్ సెన్సింగ్ మెటీరియల్ కోసం నానో ఆక్సైడ్ మిశ్రమాలు
నానో మెటల్ ఆక్సైడ్స్ పౌడర్స్ సెన్సింగ్ మెటీరియల్స్ యొక్క గ్యాస్ సెన్సింగ్ లక్షణాలను డోపింగ్ ద్వారా మెరుగుపరచవచ్చు, ఇది పదార్థం యొక్క విద్యుత్ వాహకతను సర్దుబాటు చేయడమే కాకుండా స్థిరత్వం మరియు ఎంపికను మెరుగుపరుస్తుంది.విలువైన లోహ మూలకాల డోపింగ్ అనేది ఒక సాధారణ పద్ధతి, మరియు నానో జింక్ ఆక్సైడ్ పౌడర్ యొక్క గ్యాస్ సెన్సింగ్ పనితీరును మెరుగుపరచడానికి Au మరియు Ag వంటి మూలకాలు తరచుగా డోపాంట్లుగా ఉపయోగించబడతాయి.నానో ఆక్సైడ్ కాంపోజిట్ గ్యాస్ సెన్సింగ్ మెటీరియల్‌లలో ప్రధానంగా Pd డోప్డ్ SnO2, Pt-డోప్డ్ γ-Fe2O3, మరియు మల్టీ-ఎలిమెంట్ జోడించిన In2O3 హాలో స్పియర్ సెన్సింగ్ మెటీరియల్ ఉన్నాయి, వీటిని సంకలితాలను నియంత్రించడం మరియు ఉష్ణోగ్రతను గ్రహించడం ద్వారా NH3, H2S మరియు CO యొక్క ఎలెక్టివ్ డిటెక్షన్‌ను గ్రహించడం ద్వారా గ్రహించవచ్చు. అదనంగా, WO3 నానో ఫిల్మ్ WO3 ఫిల్మ్ యొక్క పోరస్ ఉపరితల నిర్మాణాన్ని మెరుగుపరచడానికి V2O5 పొరతో సవరించబడింది, తద్వారా NO2కి దాని సున్నితత్వాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది.

ప్రస్తుతం, గ్రాఫేన్/నానో-మెటల్ ఆక్సైడ్ మిశ్రమాలు గ్యాస్ సెన్సార్ పదార్థాలలో హాట్‌స్పాట్‌గా మారాయి.గ్రాఫేన్/SnO2 నానోకంపొసైట్‌లు అమ్మోనియా గుర్తింపు మరియు NO2 సెన్సింగ్ మెటీరియల్‌లుగా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి.