ప్రధాన సాలిడ్-స్టేట్ గ్యాస్ సెన్సార్లుగా, నానో మెటల్ ఆక్సైడ్ సెమీకండక్టర్ గ్యాస్ సెన్సార్లను పారిశ్రామిక ఉత్పత్తి, పర్యావరణ పర్యవేక్షణ, ఆరోగ్య సంరక్షణ మరియు ఇతర రంగాలలో వాటి అధిక సున్నితత్వం, తక్కువ తయారీ వ్యయం మరియు సాధారణ సిగ్నల్ కొలత కోసం విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు. ప్రస్తుతం, నానో మెటల్ ఆక్సైడ్ సెన్సింగ్ పదార్థాల గ్యాస్ సెన్సింగ్ లక్షణాల మెరుగుదలపై పరిశోధన ప్రధానంగా నానోస్కేల్ మెటల్ ఆక్సైడ్ల అభివృద్ధిపై దృష్టి పెట్టింది, నానోస్ట్రక్చర్ మరియు డోపింగ్ సవరణ.

నానో మెటల్ ఆక్సైడ్ సెమీకండక్టర్ సెన్సింగ్ పదార్థాలు ప్రధానంగా SNO2, ZNO, FE2O3, VO2, IN2O3, WO3, TIO2, మొదలైనవి.

ప్రస్తుతం, నానోట్యూబ్స్, నానోరోడ్ శ్రేణులు, నానోపోరస్ పొరలు వంటి పెద్ద నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యంతో నిర్మాణాత్మక సూక్ష్మ పదార్ధాలను తయారు చేయడం ప్రధాన పరిశోధన దిశ. మెటల్ ఆక్సైడ్ యొక్క ఎలిమెంటల్ డోపింగ్ లేదా నానోకంపొజిట్ వ్యవస్థ నిర్మాణం, ప్రవేశపెట్టిన డోపాంట్ లేదా మిశ్రమ భాగాలు ఉత్ప్రేరక పాత్రను పోషిస్తాయి మరియు నానోస్ట్రక్చర్‌ను నిర్మించడానికి సహాయక క్యారియర్‌గా మారవచ్చు, తద్వారా సెన్సింగ్ పదార్థాల మొత్తం గ్యాస్ సెన్సింగ్ పనితీరును మెరుగుపరుస్తుంది.

1. గ్యాస్ సెన్సింగ్ పదార్థాలు నానో టిన్ ఆక్సైడ్ (SNO2) ను ఉపయోగించాయి

టిన్ ఆక్సైడ్ (స్నో 2) అనేది ఒక రకమైన సాధారణ సున్నితమైన వాయువు సున్నితమైన పదార్థం. ఇది ఇథనాల్, హెచ్ 2 ఎస్ మరియు కో వంటి వాయువులకు మంచి సున్నితత్వాన్ని కలిగి ఉంది. దీని గ్యాస్ సున్నితత్వం కణ పరిమాణం మరియు నిర్దిష్ట ఉపరితల వైశాల్యంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. SNO2 నానోపౌడర్ యొక్క పరిమాణాన్ని నియంత్రించడం గ్యాస్ సున్నితత్వాన్ని మెరుగుపరచడానికి కీలకం.

మెసోపోరస్ మరియు మాక్రోపోరస్ నానో టిన్ ఆక్సైడ్ పౌడర్‌ల ఆధారంగా, పరిశోధకులు మందపాటి-ఫిల్మ్ సెన్సార్లను తయారు చేశారు, ఇవి CO ఆక్సీకరణ కోసం అధిక ఉత్ప్రేరక చర్యను కలిగి ఉంటాయి, అంటే అధిక గ్యాస్ సెన్సింగ్ చర్య. అదనంగా, నానోపోరస్ నిర్మాణం దాని పెద్ద SSA, రిచ్ గ్యాస్ వ్యాప్తి మరియు సామూహిక బదిలీ ఛానెళ్ల కారణంగా గ్యాస్ సెన్సింగ్ పదార్థాల రూపకల్పనలో హాట్ స్పాట్‌గా మారింది.

2. గ్యాస్ సెన్సింగ్ పదార్థాలు నానో ఐరన్ ఆక్సైడ్ (FE2O3)

ఐరన్ ఆక్సైడ్ (Fe2O3)రెండు క్రిస్టల్ రూపాలను కలిగి ఉంది: ఆల్ఫా మరియు గామా, ఈ రెండింటినీ గ్యాస్ సెన్సింగ్ పదార్థాలుగా ఉపయోగించవచ్చు, కాని వాటి యొక్క గ్యాస్ సెన్సింగ్ లక్షణాలు పెద్ద తేడాలను కలిగి ఉంటాయి. α-FE2O3 కొరుండమ్ నిర్మాణానికి చెందినది, దీని భౌతిక లక్షణాలు స్థిరంగా ఉంటాయి. దీని గ్యాస్ సెన్సింగ్ విధానం ఉపరితల నియంత్రించబడుతుంది మరియు దాని సున్నితత్వం తక్కువగా ఉంటుంది. γ-FE2O3 స్పినెల్ నిర్మాణానికి చెందినది మరియు ఇది మెటాస్టేబుల్. దీని గ్యాస్ సెన్సింగ్ మెకానిజం ప్రధానంగా శరీర నిరోధక నియంత్రణ. ఇది మంచి సున్నితత్వాన్ని కలిగి ఉంది కాని పేలవమైన స్థిరత్వం, మరియు α-FE2O3 కు మార్చడం సులభం మరియు గ్యాస్ సున్నితత్వాన్ని తగ్గిస్తుంది.

ప్రస్తుత పరిశోధన Fe2O3 నానోపార్టికల్స్ యొక్క పదనిర్మాణాన్ని నియంత్రించడానికి సంశ్లేషణ పరిస్థితులను ఆప్టిమైజ్ చేయడంపై దృష్టి పెడుతుంది, ఆపై α-Fe2O3 నానోబీమ్స్, పోరస్ α-Fe2O3 నానోరోడ్స్, మోనోడిస్పెర్సే α-FE2O3 నానోస్ట్రక్చర్స్,-FE2O3, వంటి తగిన గ్యాస్-సెన్సిటివ్ పదార్థాల కోసం పరీక్షించడంపై దృష్టి పెడుతుంది.

3. గ్యాస్ సెన్సింగ్ పదార్థాలు నానో జింక్ ఆక్సైడ్ (ZNO) ను ఉపయోగించాయి
జింక్ ఆక్సైడ్ (ZnO)ఒక సాధారణ ఉపరితల-నియంత్రిత గ్యాస్-సెన్సిటివ్ పదార్థం. ZNO- ఆధారిత గ్యాస్ సెన్సార్ అధిక ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత మరియు పేలవమైన సెలెక్టివిటీని కలిగి ఉంది, ఇది SNO2 మరియు Fe2O3 నానోపౌడర్స్ కంటే చాలా తక్కువ విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. అందువల్ల, ZnO నానోమెటీరియల్స్ యొక్క కొత్త నిర్మాణం యొక్క తయారీ, ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రతను తగ్గించడానికి మరియు సెలెక్టివిటీని మెరుగుపరచడానికి నానో-ZnO యొక్క డోపింగ్ మార్పు నానో ZnO గ్యాస్ సెన్సింగ్ పదార్థాలపై పరిశోధన యొక్క దృష్టి.

ప్రస్తుతం, సింగిల్ క్రిస్టల్ నానో-జెడ్నో గ్యాస్ సెన్సింగ్ ఎలిమెంట్ అభివృద్ధి ZNO సింగిల్ క్రిస్టల్ నానోరోడ్ గ్యాస్ సెన్సార్లు వంటి సరిహద్దు దిశలలో ఒకటి.

4. గ్యాస్ సెన్సింగ్ పదార్థాలు నానో ఇండియం ఆక్సైడ్ (IN2O3)
ఇండియం ఆక్సైడ్ (IN2O3)అభివృద్ధి చెందుతున్న N- రకం సెమీకండక్టర్ గ్యాస్ సెన్సింగ్ పదార్థం. SNO2, ZnO, Fe2O3, మొదలైన వాటితో పోలిస్తే, ఇది విస్తృత బ్యాండ్ గ్యాప్, చిన్న రెసిస్టివిటీ మరియు అధిక ఉత్ప్రేరక చర్య మరియు CO మరియు NO2 కు అధిక సున్నితత్వాన్ని కలిగి ఉంది. నానో In2O3 చే ప్రాతినిధ్యం వహిస్తున్న పోరస్ సూక్ష్మ పదార్ధాలు ఇటీవలి పరిశోధన హాట్‌స్పాట్‌లలో ఒకటి. పరిశోధకులు మెసోపోరస్ సిలికా టెంప్లేట్ ప్రతిరూపణ ద్వారా మెసోపోరస్ IN2O3 పదార్థాలను ఆదేశించారు. 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. గ్యాస్ సెన్సింగ్ పదార్థాలు నానో టంగ్స్టన్ ఆక్సైడ్ (WO3) ను ఉపయోగించాయి
WO3 నానోపార్టికల్స్పరివర్తన మెటల్ సమ్మేళనం సెమీకండక్టర్ పదార్థం, ఇది మంచి గ్యాస్ సెన్సింగ్ ఆస్తి కోసం విస్తృతంగా అధ్యయనం చేయబడింది మరియు వర్తించబడుతుంది. నానో WO3 లో ట్రిక్లినిక్, మోనోక్లినిక్ మరియు ఆర్థోహోంబిక్ వంటి స్థిరమైన నిర్మాణాలు ఉన్నాయి. పరిశోధకులు నానో-కాస్టింగ్ పద్ధతి ద్వారా WO3 నానోపార్టికల్స్ను మెసోపోరస్ SIO2 ను టెంప్లేట్‌గా ఉపయోగించి సిద్ధం చేశారు. సగటు పరిమాణంలో 5 nm పరిమాణంతో ఉన్న మోనోక్లినిక్ WO3 నానోపార్టికల్స్ మెరుగైన గ్యాస్ సెన్సింగ్ పనితీరును కలిగి ఉన్నాయని కనుగొనబడింది, మరియు WO3 నానోపార్టికల్స్ యొక్క ఎలెక్ట్రోఫోరేటిక్ నిక్షేపణ ద్వారా పొందిన సెన్సార్ జతలకు NO2 యొక్క తక్కువ సాంద్రతలు అధిక ప్రతిస్పందనను కలిగి ఉంటాయి.

షట్కోణ దశ WO3 నానోక్లస్టర్స్ యొక్క సజాతీయ పంపిణీని అయాన్ ఎక్స్ఛేంజ్-హైడ్రోథర్మల్ పద్ధతి ద్వారా సంశ్లేషణ చేశారు. గ్యాస్ సున్నితత్వ పరీక్ష ఫలితాలు WO3 నానోక్లస్టర్డ్ గ్యాస్ సెన్సార్ తక్కువ ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత, అసిటోన్ మరియు ట్రిమెథైలామైన్ మరియు ఆదర్శ ప్రతిస్పందన రికవరీ సమయం, పదార్థం యొక్క మంచి అనువర్తన అవకాశాన్ని వెల్లడిస్తుందని చూపిస్తుంది.

6. గ్యాస్ సెన్సింగ్ పదార్థాలు నానో టైటానియం డయాక్సైడ్ (TIO2) ను ఉపయోగించాయి
టైటానియం డయాక్సైడ్ (టిఐఓ 2)గ్యాస్ సెన్సింగ్ పదార్థాలు మంచి ఉష్ణ స్థిరత్వం మరియు సాధారణ తయారీ ప్రక్రియ యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉన్నాయి మరియు క్రమంగా పరిశోధకులకు మరొక హాట్ మెటీరియల్‌గా మారాయి. ప్రస్తుతం, నానో-టియో 2 గ్యాస్ సెన్సార్‌పై పరిశోధన అభివృద్ధి చెందుతున్న నానోటెక్నాలజీని ఉపయోగించడం ద్వారా టియో 2 సెన్సింగ్ పదార్థాల నానోస్ట్రక్చర్ మరియు ఫంక్షనలైజేషన్ పై దృష్టి పెడుతుంది. ఉదాహరణకు, పరిశోధకులు ఏకాక్షక ఎలక్ట్రోస్పిన్నింగ్ టెక్నాలజీ ద్వారా మైక్రో-నానో-స్కేల్ బోలు TIO2 ఫైబర్స్ తయారు చేశారు. ప్రీమిక్స్డ్ స్తబ్దత జ్వాల సాంకేతిక పరిజ్ఞానాన్ని ఉపయోగించి, క్రాస్ ఎలక్ట్రోడ్ పదేపదే టైటానియం టెట్రైసోప్రొపాక్సైడ్‌తో పూర్వగామిగా ప్రీమిక్స్డ్ స్తబ్దత మంటలో ఉంచబడుతుంది, ఆపై నేరుగా టియో 2 నానోపార్టికల్స్‌తో పోరస్ పొరను ఏర్పరుస్తుంది, ఇది CO కి సున్నితమైన ప్రతిస్పందన.

7. గ్యాస్ సెన్సింగ్ పదార్థం కోసం నానో ఆక్సైడ్ మిశ్రమాలు
నానో మెటల్ ఆక్సైడ్ల యొక్క గ్యాస్ సెన్సింగ్ లక్షణాలను డోపింగ్ ద్వారా సెన్సింగ్ పదార్థాలు మెరుగుపరచవచ్చు, ఇది పదార్థం యొక్క విద్యుత్ వాహకతను సర్దుబాటు చేయడమే కాకుండా, స్థిరత్వం మరియు ఎంపికను కూడా మెరుగుపరుస్తుంది. విలువైన లోహ మూలకాల యొక్క డోపింగ్ ఒక సాధారణ పద్ధతి, మరియు నానో జింక్ ఆక్సైడ్ పౌడర్ యొక్క గ్యాస్ సెన్సింగ్ పనితీరును మెరుగుపరచడానికి AU మరియు AG వంటి అంశాలను తరచుగా డోపాంట్లుగా ఉపయోగిస్తారు. నానో ఆక్సైడ్ కాంపోజిట్ గ్యాస్ సెన్సింగ్ మెటీరియల్స్ ప్రధానంగా పిడి డోప్డ్ స్నో 2, పిటి-డోప్డ్ γ-FE2O3, మరియు మల్టీ-ఎలిమెంట్ జోడించిన IN2O3 బోలు స్పియర్ సెన్సింగ్ మెటీరియల్, ఇది సంకలనాలను నియంత్రించడం ద్వారా గ్రహించవచ్చు మరియు NH3, H2S మరియు CO యొక్క ఎలిక్టివ్ డిటెక్షన్ యొక్క ఎలెక్టివ్ డిటెక్షన్ యొక్క ఎలెక్టివ్ డిటెక్షన్, అదనంగా, WO3 నానో యొక్క సవరించబడింది. WO3 చిత్రం, తద్వారా దాని సున్నితత్వాన్ని NO2 కు మెరుగుపరుస్తుంది.

ప్రస్తుతం, గ్రాఫేన్/నానో-మెటల్ ఆక్సైడ్ మిశ్రమాలు గ్యాస్ సెన్సార్ పదార్థాలలో హాట్‌స్పాట్‌గా మారాయి. గ్రాఫేన్/SNO2 నానోకంపొసైట్లు అమ్మోనియా డిటెక్షన్ మరియు NO2 సెన్సింగ్ పదార్థాలుగా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడ్డాయి.