Et skridt nærmere lokaliseringen af ​​halvledersensorteknologi

Det lykkedes et fælles forskerhold i Korea at identificere reaktionsprincippet for det højselektive gassensormateriale og udvikle verdens første multi-respons højselektivitetsgassensor, der samtidigt kan tage optiske og elektriske målinger. Holdene ledes af Dr. Jin Woo Choi fra Department of Energy and Electronic Materials ved Korea Institute of Materials Science (KIMS), Dr. Han Seul Kim fra Korea Institute of Science and Technology Information (KISTI) og professor Hyung Woo Lee fra Pusan ​​National University.

Eksisterende halvledergasfølende materialer detekterer gas, da gasmolekyler adsorberes på overfladen af ​​følerlaget, hvilket resulterer i elektrisk modstandsændring. De eksisterende materialer er underudnyttede, da gasselektiviteten er lav, da modstanden ændrer sig uanset typen af ​​gas, og i de fleste tilfælde er ændring af elektriske egenskaber den eneste indikator. Forskerholdet udviklede et nyt materiale, hvis krystalstruktur ændrer sig, når det udsættes for en specifik gas, og på baggrund heraf producerede de en gassensor med høj selektivitet, der ændrer farve og modstand på samme tid.

Forskerholdet syntetiserede ikke-toksiske Cs₃ Cu₂ I₅ , et kobberbaseret miljøvenligt metalhalogenid tyndfilmmateriale. De bekræftede, at materialet reversibelt kan ændre sig gennem supercomputer-baserede simuleringer og beviste, at vandmolekyler er effektive stimulanser til krystalændringer. Holdet fremstillede en sensorenhed baseret på denne teori og identificerede, at enheden med succes kan detektere vandmolekyler. Ved samtidig at bruge elektriske egenskaber og farveændringer lykkedes det dem at skelne forskellige alkoholer med forskellige polariteter.

I 2021 var den globale gassensormarkedsværdi $1 milliard og forventes at vokse med 7,5% årligt. Halvledergassensorteknologi er velegnet til letvægtsprodukter samt miniaturisering og masseproduktion, som kan bruges inden for forskellige områder såsom mobiltelefoner, Internet of Things (IoT), landbrug og husdyrindustrien. Denne teknologi har en vigtig forskningsværdi, da den for første gang i verden præsenterede et nyt sensorkoncept og demonstrationscase ved brug af et materiale med en foranderlig krystallinsk struktur.

De vigtigste efterforskere, Dr. Jin Woo Choi, en seniorforsker ved KIMS og Dr. Han Seul Kim, en seniorforsker ved KISTI siger, at "denne forskning foreslår en ny retning for udvikling af halvledersensorenheder og nye materialer. På grund af dens respons egenskaber, forventes det nye sensormateriale at blive anvendt til forskellige industrier såsom landbrug, husdyr, medicinsk og mobil."

Forskningen blev offentliggjort i Advanced Functional Materials .

I øjeblikket arbejder forskerholdet på at maksimere selektiviteten ved at bruge fotoelektrisk reaktionsevne i kombination og syntetisere nye krystallinske materialer til at reagere på forskellige gasser. + Udforsk yderligere

Udvikling af højtydende, højspændingsbærbare forskydningssensorer