據麥姆斯咨詢報道，來自沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學（King Abdullah University of Science and Technology， KAUST）的研究人員開發了一款電子傳感器，當有毒的工業和汽車廢氣超出安全水平時就會發出警報。

現有的大多數二氧化氮（NO2）檢測裝置都是僅適用于實驗室的機器，體積龐大，操作復雜，這款緊湊的新型裝置旨在構成空氣質量傳感器分布網絡的一部分，用來檢測與空氣污染相關的危害氣體。在Khaled Salama實驗室領導該項研究的博士生Mani Vijjapu指出，“我們的傳感器對二氧化氮表現出很高的靈敏度和選擇性，它可以在室溫下工作且功耗非常低。”

與此前的設計相比，該裝置的最大優勢在于氣體檢測器將所有必要的傳感和信號處理組件集成在全集成的簡單系統中。Vijjapu表示，盡管它很簡單，但是裝置的輸出信號會隨著二氧化氮濃度的變化而變化。

緊湊型KAUST傳感器的核心元件是一個二氧化氮傳感薄膜晶體管。氧化銦鎵鋅（indium gallium zinc oxide， IGZO）薄膜既可以作為器件的電子組件，也可以作為二氧化氮檢測層。

二氧化氮傳感薄膜晶體管的制備

二氧化氮分子被位于晶體管表面的電子所吸引。因此，隨著附著在氧化銦鎵鋅膜上的二氧化氮分子數量的增加，更多的電子從薄膜表面消失，從而轉換電流輸出并觸發二氧化氮檢測警報。

收到通知后，氧化銦鎵鋅層隨后被來自集成藍色發光二極管（light emitting diode， LED）的光恢復，該發光二極管在氧化銦鎵鋅層薄膜上產生帶負電的電子和帶正電荷的空穴，以中和吸收的二氧化氮，從而將其從薄膜表面釋放出來并重置傳感器。

空氣中的二氧化氮分子（紅色和藍色球體）被傳感器表面的電子（黑色球體）所吸引，觸發檢測事件（左圖）。光使傳感器恢復（右圖），并產生帶電粒子以中和、釋放被吸附的二氧化氮。

測試裝置示意圖

KAUST的研究團隊懷揣著通過在整個大都市地區部署這種緊湊型傳感器進而改善空氣質量的希望，他們打算將研究轉化為原型。該項研究成果的詳細報道見于《ACS Sensors》雜志。
責任編輯:pj