UV-assisted chemiresistors made with gold-modified ZnO nanorods to detect ozone gas at room temperature

Autor(es)

Joshi, Nirav ^{[1, 2]} ; da Silva, Luis F. ^[3] ; Shimizu, Flavio M. ^{[1, 4]} ; Mastelaro, Valmor R. ^[1] ; M'Peko, Jean-Claude ^[1] ; Lin, Liwei ^[2] ; Oliveira, Jr., Osvaldo N. ^[1]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Sao Paulo, Sao Carlos Inst Phys, BR-13560970 Sao Carlos, SP - Brazil

^[2] Univ Calif Berkeley, Dept Mech Engn, Berkeley, CA 94720 - USA

^[3] Univ Fed Sao Carlos, Dept Phys, Rodovia Washington Luis Km 235, BR-13565905 Sao Carlos, SP - Brazil

^[4] Brazilian Ctr Res Energy & Mat CNPEM, Brazilian Nanotechnol Natl Lab LNNano, BR-13083970 Campinas, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Microchimica Acta; v. 186, n. 7 JUL 2019.
• Citações Web of Science: 2

Resumo

Two kinds of flexible ozone (O-3) sensors were obtained by placing pristine ZnO nanorods and gold-modified ZnO nanorods (NRs) on a bi-axially oriented poly(ethylene terephthalate) substrate. The chemiresistive sensor is operated at typically 1V at room temperature under the UV-light illumination. The ZnO nanorods were prepared via a hydrothermal route and have a highly crystalline wurtzite structure, with diameters ranging between 70 and 300nm and a length varying from 1 to 3m. The ZnO NRs were then coated with a ca. 10nm gold layer whose presence was confirmed with microscopy analysis. This sensor is found to be superior to detect ozone at a room temperature. Typical figures of merit include (a) a sensor response of 108 at 30ppb ozone for gold-modified ZnO NRs, and (b) a linear range that extends from 30 to 570ppb. The sensor is stable, reproducible and selective for O-3 compared to other oxidizing and reducing gases. The enhanced performance induced by the modification of ZnO nanorods with thin layer of gold is attributed to the increased reaction kinetics compared to pristine ZnO NRs. The sensing mechanism is assumed to be based on the formation of a nano-Schottky type barrier junction at the interface between gold and ZnO. (AU)

• Processo FAPESP: 13/14262-7 - Filmes nanoestruturados de materiais de interesse biológico
• Beneficiário: Osvaldo Novais de Oliveira Junior
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 16/23474-6 - Nanomateriais baseados em heterostruturas: síntese e suas propriedades de detecção de gás
• Beneficiário: Niravkumar Jitendrabhai Joshi
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 14/23546-1 - Sensores sensíveis e seletivos fabricados com nanofios de óxido de Ni e Zn
• Beneficiário: Niravkumar Jitendrabhai Joshi
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 12/15543-7 - Biossensores para detectar Escherichia coli usando o conceito de línguas eletrônicas
• Beneficiário: FLAVIO MAKOTO SHIMIZU
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 13/07296-2 - CDMF - Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais
• Beneficiário: Elson Longo da Silva
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs
• Processo FAPESP: 17/12437-5 - Preparação e caracterização de nanoheterojunções semicondutoras aplicadas como sensores resistivos de gás fotoativados
• Beneficiário: Luís Fernando da Silva
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular