能检测有害气体的预警传感器了解一下

当今，随着经济水平的快速提升和工业等各个领域的快速发展，二氧化氮(NO2)等有毒气体的排放量正不断提升。因此，研发一款能够检测二氧化氮等有害气体的传感器十分重要。

集成的探测器设备可以构成分布式空气质量传感器网络的基础。

如果有毒的工业废气和车辆废气超过安全水平，则电子传感器的设计会发出警报，这会在许多城市中带来更清洁的空气。阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)的研究人员开发出一种小型的低成本设备，可以感应二氧化氮(NO2)。它可以部署在城市周围的潜在重点地区，并警告有害气体含量是否开始飙升。

现有的大多数NO2检测器都是大型，复杂的设备，适合实验室使用，而紧凑的新设备旨在构成空气质量传感器分布式网络的一部分。“我们的传感器对NO2表现出非常高的灵敏度和选择性，在室温下工作并且具有非常低的功耗，”领导该研究的Khaled Salama实验室的Mani Vijjapu博士说。

但是，与以前的设计相比，最大的优势在于，气体检测器将所有必要的传感和信号处理组件集中在一个简单的完全集成的系统中，尽管简单，该设备的输出信号仍根据NO2浓度而变化。

气体检测仪的高性能，低功耗和完全集成的设计全都来自设备核心处的NO2感应薄膜晶体管。以前的传感器使用的金属氧化物只有在加热或连续照射光时才对NO2敏感。这次，该团队使用了一种称为铟镓锌氧化物(IGZO)的半导体。Salama团队的博士后研究员Sandeep Surya说：“作为一种气体传感器，基于IGZO的薄膜晶体管具有诸多好处。

IGZO薄膜晶体管既充当设备的电子组件，又充当NO 2感应层。电子接受性强的NO2分子被吸引到晶体管表面的电子上。附着在IGZO上的NO2分子越多，从其表面消耗的电子就越多，从而改变其电子输出并触发NO2检测警报。

检测之后，通过使用集成的蓝色LED发出的光来恢复IGZO层，从而重置传感器。与太阳能电池类似，光在IGZO中产生带负电的电子和带正电的空穴，该空穴将吸附的NO2中和并从表面释放出来。Surya说：“这是在室温下实现基于半导体金属氧化物的薄膜晶体管传感器的传感和复兴的研究。”

Salama说：“下一步是通过与企业合作，将我们的研究成果转化为原型机甚至是产品。我们也有兴趣探索其他材料以检测环境中的其他有害气体。”