ការអភិវឌ្ឍន៍ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័នដែលដំណើរការបានខ្ពស់ ចល័ត និងខ្នាតតូចកំពុងទទួលបានការចាប់អារម្មណ៍កាន់តែខ្លាំងឡើងនៅក្នុងវិស័យត្រួតពិនិត្យបរិស្ថាន សន្តិសុខ ការវិភាគវេជ្ជសាស្រ្ត និងកសិកម្ម។ក្នុងចំណោមឧបករណ៍រាវរកផ្សេងៗ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័នដែលធន់ទ្រាំនឹងគីមីនៃលោហៈ-អុកស៊ីដ-ស៊ីមខនឌុចទ័រ (MOS) គឺជាជម្រើសដ៏ពេញនិយមបំផុតសម្រាប់កម្មវិធីពាណិជ្ជកម្ម ដោយសារស្ថេរភាពខ្ពស់ តម្លៃទាប និងភាពប្រែប្រួលខ្ពស់។វិធីសាស្រ្តដ៏សំខាន់បំផុតមួយក្នុងការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងបន្ថែមទៀតនូវដំណើរការរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាគឺការបង្កើត nanosized MOS-based heterojunctions (hetero-nanostructured MOS) ពី MOS nanomaterials ។ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ យន្តការចាប់សញ្ញានៃឧបករណ៏ MOS ដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធ heteronanostructured គឺខុសគ្នាពីឧបករណ៏ឧស្ម័ន MOS តែមួយព្រោះវាស្មុគស្មាញណាស់។ដំណើរការរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាត្រូវបានប៉ះពាល់ដោយប៉ារ៉ាម៉ែត្រផ្សេងៗ រួមទាំងលក្ខណៈរូបវន្ត និងគីមីនៃវត្ថុធាតុរសើប (ដូចជាទំហំគ្រាប់ធញ្ញជាតិ ដង់ស៊ីតេនៃពិការភាព និងកង្វះអុកស៊ីសែននៃសម្ភារៈ) សីតុណ្ហភាពប្រតិបត្តិការ និងរចនាសម្ព័ន្ធឧបករណ៍។ការពិនិត្យឡើងវិញនេះបង្ហាញពីគោលគំនិតជាច្រើនសម្រាប់ការរចនាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័នដែលដំណើរការខ្ពស់ដោយការវិភាគយន្តការនៃការចាប់សញ្ញានៃឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា MOS ណាណូដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធខុសគ្នា។លើសពីនេះទៀតឥទ្ធិពលនៃរចនាសម្ព័ន្ធធរណីមាត្រនៃឧបករណ៍ដែលត្រូវបានកំណត់ដោយទំនាក់ទំនងរវាងសម្ភារៈរសើបនិងអេឡិចត្រូតដែលកំពុងធ្វើការត្រូវបានពិភាក្សា។ដើម្បីសិក្សាពីឥរិយាបទរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាជាប្រព័ន្ធ អត្ថបទនេះណែនាំ និងពិភាក្សាអំពីយន្តការទូទៅនៃការយល់ឃើញនៃរចនាសម្ព័ន្ធធរណីមាត្រធម្មតាចំនួន 3 របស់ឧបករណ៍ដោយផ្អែកលើសម្ភារៈរចនាសម្ព័ន្ធ heteronanostructured ផ្សេងៗ។ទិដ្ឋភាពទូទៅនេះនឹងបម្រើជាការណែនាំសម្រាប់អ្នកអាននាពេលអនាគតដែលសិក្សាពីយន្តការរសើបនៃឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័ន និងបង្កើតឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័នដែលមានដំណើរការខ្ពស់។
ការបំពុលបរិយាកាសគឺជាបញ្ហាកាន់តែធ្ងន់ធ្ងរ និងជាបញ្ហាបរិស្ថានពិភពលោកដ៏ធ្ងន់ធ្ងរ ដែលគំរាមកំហែងដល់សុខុមាលភាពរបស់មនុស្ស និងសត្វរស់នៅ។ការស្រូបយកសារធាតុបំពុលដោយឧស្ម័នអាចបង្កឱ្យមានបញ្ហាសុខភាពជាច្រើនដូចជាជំងឺផ្លូវដង្ហើម មហារីកសួត ជំងឺមហារីកឈាម និងអាចបណ្តាលឱ្យស្លាប់មុនអាយុ1,2,3,4។ចាប់ពីឆ្នាំ 2012 ដល់ឆ្នាំ 2016 មនុស្សរាប់លាននាក់ត្រូវបានគេរាយការណ៍ថាបានស្លាប់ដោយសារការបំពុលបរិយាកាស ហើយក្នុងមួយឆ្នាំៗ មនុស្សរាប់ពាន់លាននាក់ត្រូវបានប៉ះពាល់នឹងគុណភាពខ្យល់មិនល្អ5.ដូច្នេះ វាមានសារៈសំខាន់ណាស់ក្នុងការអភិវឌ្ឍន៍ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័នចល័ត និងខ្នាតតូចដែលអាចផ្តល់មតិត្រឡប់តាមពេលវេលាជាក់ស្តែង និងដំណើរការរកឃើញខ្ពស់ (ឧទាហរណ៍ ភាពប្រែប្រួល ការជ្រើសរើស ស្ថេរភាព និងការឆ្លើយតប និងពេលវេលានៃការស្តារឡើងវិញ)។បន្ថែមពីលើការត្រួតពិនិត្យបរិស្ថាន ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័នដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងសុវត្ថិភាព 6,7,8, ការវិនិច្ឆ័យវេជ្ជសាស្រ្ត9,10, វារីវប្បកម្ម 11 និងផ្នែកផ្សេងទៀត12។
រហូតមកដល់បច្ចុប្បន្ន ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័នចល័តជាច្រើនផ្អែកលើយន្តការចាប់សញ្ញាផ្សេងៗគ្នាត្រូវបានណែនាំ ដូចជាអុបទិក 13,14,15,16,17,18, electrochemical19,20,21,22 និងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាធន់នឹងគីមី 23,24។ក្នុងចំនោមពួកគេ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាធន់នឹងគីមីលោហៈ-អុកស៊ីដ-ស៊ីម៉ងតុង (MOS) គឺជាការពេញនិយមបំផុតនៅក្នុងកម្មវិធីពាណិជ្ជកម្ម ដោយសារស្ថេរភាពខ្ពស់ និងតម្លៃទាប 25,26 ។កំហាប់សារធាតុកខ្វក់អាចត្រូវបានកំណត់ដោយសាមញ្ញដោយរកឃើញការផ្លាស់ប្តូរនៃភាពធន់ទ្រាំ MOS ។នៅដើមទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1960 ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័នដែលធន់ទ្រាំនឹងគីមីដំបូងដែលមានមូលដ្ឋានលើខ្សែភាពយន្តស្តើង ZnO ត្រូវបានរាយការណ៍ ដែលបង្កើតចំណាប់អារម្មណ៍យ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងវិស័យរាវរកឧស្ម័ន 27,28 ។សព្វថ្ងៃនេះ MOS ផ្សេងៗគ្នាជាច្រើនត្រូវបានគេប្រើជាវត្ថុធាតុងាយនឹងឧស្ម័ន ហើយពួកវាអាចបែងចែកជាពីរប្រភេទដោយផ្អែកលើលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តរបស់វា៖ n-type MOS ដែលមានអេឡិចត្រុងជាអ្នកផ្ទុកបន្ទុកភាគច្រើន និង p-type MOS ដែលមានរន្ធជាអ្នកផ្ទុកបន្ទុកភាគច្រើន។អ្នកដឹកជញ្ជូនគិតថ្លៃ។ជាទូទៅ P-type MOS មិនសូវមានប្រជាប្រិយភាពជាង N-type MOS ទេ ព្រោះការឆ្លើយតបអាំងឌុចទ័នៃ p-type MOS (Sp) គឺសមាមាត្រទៅនឹងឫសការ៉េនៃ n-type MOS (\(S_p = \sqrt { S_n}\ ) ) នៅការសន្មត់ដូចគ្នា (ឧទាហរណ៍ រចនាសម្ព័ន្ធ morphological ដូចគ្នា និងការផ្លាស់ប្តូរដូចគ្នានៅក្នុងការពត់កោងនៃក្រុមតន្រ្តីនៅលើអាកាស) 29,30 ។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា MOS មូលដ្ឋានតែមួយនៅតែប្រឈមមុខនឹងបញ្ហាដូចជាដែនកំណត់ការរកឃើញមិនគ្រប់គ្រាន់ ភាពប្រែប្រួលទាប និងការជ្រើសរើសនៅក្នុងកម្មវិធីជាក់ស្តែង។បញ្ហាជ្រើសរើសអាចត្រូវបានដោះស្រាយក្នុងកម្រិតមួយចំនួនដោយការបង្កើតអារេនៃឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា (ហៅថា "ច្រមុះអេឡិចត្រូនិច") និងការរួមបញ្ចូលនូវក្បួនដោះស្រាយការវិភាគតាមការគណនាដូចជា បរិមាណវ៉ិចទ័របណ្តុះបណ្តាល (LVQ) ការវិភាគសមាសធាតុចម្បង (PCA) និងការវិភាគផ្នែកការេតិចបំផុត (PLS) 31 , 32, 33, 34, 35. លើសពីនេះទៀត ការផលិត MOS32,36,37,38,39 ដែលមានវិមាត្រទាប (ឧ. ឧ. MOS40,41,42, noble metal nanoparticles (NPs))43,44, carbon nanomaterials45,46 and conductive polymers47,48) ដើម្បីបង្កើត heterojunctions nanoscale (ឧ, heteronanostructured MOS) គឺជាវិធីសាស្រ្តដែលពេញចិត្តផ្សេងទៀតក្នុងការដោះស្រាយបញ្ហាខាងលើ។បើប្រៀបធៀបជាមួយនឹងខ្សែភាពយន្ត MOS ក្រាស់បែបប្រពៃណី MOS វិមាត្រទាបដែលមានផ្ទៃជាក់លាក់ខ្ពស់អាចផ្តល់នូវទីតាំងសកម្មបន្ថែមទៀតសម្រាប់ការស្រូបយកឧស្ម័ន និងជួយសម្រួលដល់ការសាយភាយឧស្ម័ន36,37,49។លើសពីនេះ ការរចនានៃរចនាសម្ព័ន្ធ heteronanostructures ដែលមានមូលដ្ឋានលើ MOS អាចកំណត់ការដឹកជញ្ជូនក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបន្ថែមទៀតនៅ heterointerface ដែលបណ្តាលឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរដ៏ធំនៃភាពធន់ទ្រាំដោយសារតែមុខងារប្រតិបត្តិការខុសៗគ្នា 50,51,52 ។លើសពីនេះ ឥទ្ធិពលគីមីមួយចំនួន (ឧទាហរណ៍ សកម្មភាពកាតាលីករ និងប្រតិកម្មលើផ្ទៃរួម) ដែលកើតឡើងនៅក្នុងការរចនានៃ MOS heteronanostructures ក៏អាចធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវដំណើរការរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាផងដែរ។ ដំណើរការរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាធន់នឹងគីមីទំនើបជាធម្មតាប្រើការសាកល្បង និងកំហុស ដែលចំណាយពេលច្រើន និងគ្មានប្រសិទ្ធភាព។ដូច្នេះវាមានសារៈសំខាន់ណាស់ក្នុងការយល់ដឹងអំពីយន្តការចាប់សញ្ញារបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័នដែលមានមូលដ្ឋានលើ MOS ព្រោះវាអាចណែនាំការរចនាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាទិសដៅដំណើរការខ្ពស់។
ក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័ន MOS បានអភិវឌ្ឍយ៉ាងឆាប់រហ័ស ហើយរបាយការណ៍មួយចំនួនត្រូវបានបោះពុម្ពផ្សាយនៅលើ MOS nanostructures55,56,57, ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័នសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ 58,59, ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាពិសេស MOS 60,61,62 និងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័នពិសេស63។ក្រដាសពិនិត្យឡើងវិញនៅក្នុងការពិនិត្យផ្សេងទៀតផ្តោតលើការបកស្រាយយន្តការនៃការចាប់សញ្ញាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័នដោយផ្អែកលើលក្ខណៈរូបវន្ត និងគីមីខាងក្នុងរបស់ MOS រួមទាំងតួនាទីនៃកន្លែងទំនេរអុកស៊ីសែន 64 តួនាទីនៃរចនាសម្ព័ន្ធ heteronanostructures 55, 65 និងការផ្ទេរបន្ទុកនៅ heterointerfaces 66 ។ លើសពីនេះ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រផ្សេងទៀតជាច្រើនប៉ះពាល់ដល់ដំណើរការរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា រួមទាំងរចនាសម្ព័ន្ធ heterostructure ទំហំគ្រាប់ធញ្ញជាតិ សីតុណ្ហភាពប្រតិបត្តិការ ដង់ស៊ីតេពិការភាព កន្លែងទំនេរអុកស៊ីសែន និងសូម្បីតែប្លង់គ្រីស្តាល់បើកចំហនៃសម្ភារៈរសើប25,67,68,69,70,71។72, 73. ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ រចនាសម្ព័ន្ធធរណីមាត្រ (កម្របានលើកឡើង) នៃឧបករណ៍ដែលកំណត់ដោយទំនាក់ទំនងរវាងសម្ភារៈចាប់សញ្ញា និងអេឡិចត្រូតដែលកំពុងដំណើរការ ក៏ជះឥទ្ធិពលយ៉ាងខ្លាំងទៅលើភាពប្រែប្រួលនៃឧបករណ៏74,75,76 (សូមមើលផ្នែកទី 3 សម្រាប់ព័ត៌មានលម្អិត) .ឧទាហរណ៍គូម៉ា et al ។77 បានរាយការណ៍ពីឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័នពីរដោយផ្អែកលើសម្ភារៈដូចគ្នា (ឧ. ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័នពីរស្រទាប់ផ្អែកលើ TiO2@NiO និង NiO@TiO2) ហើយបានសង្កេតឃើញការផ្លាស់ប្តូរខុសៗគ្នានៃភាពធន់ទ្រាំឧស្ម័ន NH3 ដោយសារធរណីមាត្រឧបករណ៍ផ្សេងៗគ្នា។ដូច្ន្រះនៅពេលវិភាគយន្ដការចាប់ឧស្ម័នវាចាំបាច់ក្នុងការគិតគូរពីរចនាសម្ព័ន្ធរបស់ឧបករណ៍។នៅក្នុងការពិនិត្យឡើងវិញនេះ អ្នកនិពន្ធផ្តោតលើយន្តការរាវរកដែលមានមូលដ្ឋានលើ MOS សម្រាប់រចនាសម្ព័ន្ធ nanogeneous ផ្សេងគ្នា និងរចនាសម្ព័ន្ធឧបករណ៍។យើងជឿជាក់ថាការពិនិត្យឡើងវិញនេះអាចបម្រើជាការណែនាំសម្រាប់អ្នកអានដែលមានបំណងចង់យល់ និងវិភាគយន្តការរាវរកឧស្ម័ន និងអាចរួមចំណែកដល់ការអភិវឌ្ឍន៍ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័នដែលដំណើរការខ្ពស់នាពេលអនាគត។
នៅលើរូបភព។1a បង្ហាញគំរូមូលដ្ឋាននៃយន្តការចាប់សញ្ញាឧស្ម័នដោយផ្អែកលើ MOS តែមួយ។នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពកើនឡើង ការស្រូបយកម៉ូលេគុលអុកស៊ីសែន (O2) នៅលើផ្ទៃ MOS នឹងទាក់ទាញអេឡិចត្រុងពី MOS ហើយបង្កើតជាប្រភេទសត្វ anionic (ដូចជា O2- និង O-)។បន្ទាប់មកស្រទាប់ depletion អេឡិចត្រុង (EDL) សម្រាប់ N-type MOS ឬស្រទាប់ប្រមូលផ្តុំរន្ធ (HAL) សម្រាប់ p-type MOS ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅលើផ្ទៃ MOS 15, 23, 78។ អន្តរកម្មរវាង O2 និង MOS បណ្តាលឱ្យខ្សែបញ្ជូននៃផ្ទៃ MOS ពត់ឡើងលើ ហើយបង្កើតជារបាំងសក្តានុពល។ក្រោយមក នៅពេលដែលឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាត្រូវបានប៉ះពាល់ទៅនឹងឧស្ម័នគោលដៅ ឧស្ម័នដែលស្រូបយកនៅលើផ្ទៃនៃ MOS មានប្រតិកម្មជាមួយនឹងប្រភេទអុកស៊ីហ្សែនអ៊ីយ៉ុង ទាំងទាក់ទាញអេឡិចត្រុង (ឧស្ម័នអុកស៊ីតកម្ម) ឬការបរិច្ចាគអេឡិចត្រុង (ឧស្ម័នកាត់បន្ថយ)។ការផ្ទេរអេឡិចត្រុងរវាងឧស្ម័នគោលដៅនិង MOS អាចលៃតម្រូវទទឹងនៃ EDL ឬ HAL30,81 ដែលបណ្តាលឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងភាពធន់ទ្រាំទាំងមូលនៃឧបករណ៏ MOS ។ឧទាហរណ៍ សម្រាប់ឧស្ម័នកាត់បន្ថយ អេឡិចត្រុងនឹងត្រូវបានផ្ទេរពីឧស្ម័នកាត់បន្ថយទៅជា N-type MOS ដែលបណ្តាលឱ្យមាន EDL ទាប និងធន់ទ្រាំទាប ដែលត្រូវបានគេសំដៅថាជាឥរិយាបថឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាប្រភេទ n ។ផ្ទុយទៅវិញ នៅពេលដែល P-type MOS ត្រូវបានប៉ះពាល់ទៅនឹងឧស្ម័នកាត់បន្ថយ ដែលកំណត់ឥរិយាបទនៃការរំញោចប្រភេទ p នោះ HAL រួមតូច ហើយភាពធន់ទ្រាំនឹងកើនឡើងដោយសារតែការបរិច្ចាគអេឡិចត្រុង។សម្រាប់ឧស្ម័នអុកស៊ីតកម្ម ការឆ្លើយតបរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាគឺផ្ទុយទៅនឹងការបន្ថយឧស្ម័ន។
យន្តការរាវរកមូលដ្ឋានសម្រាប់ N-type និង p-type MOS សម្រាប់កាត់បន្ថយ និងអុកស៊ីតកម្មឧស្ម័ន ខ កត្តាសំខាន់ៗ និងលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវិទ្យា-គីមី ឬសម្ភារៈដែលពាក់ព័ន្ធនឹងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័ន semiconductor 89
ក្រៅពីយន្តការរាវរកមូលដ្ឋាន យន្តការរាវរកឧស្ម័នដែលប្រើក្នុងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័នជាក់ស្តែងគឺស្មុគស្មាញណាស់។ឧទាហរណ៍ ការប្រើប្រាស់ជាក់ស្តែងនៃឧបករណ៏ឧស្ម័នត្រូវតែបំពេញតាមតម្រូវការជាច្រើន (ដូចជា ភាពប្រែប្រួល ការជ្រើសរើស និងស្ថេរភាព) អាស្រ័យលើតម្រូវការរបស់អ្នកប្រើប្រាស់។តម្រូវការទាំងនេះគឺទាក់ទងយ៉ាងជិតស្និទ្ធទៅនឹងលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្ត និងគីមីនៃសម្ភារៈរសើប។ឧទាហរណ៍ Xu et al.71 បានបង្ហាញថាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដែលមានមូលដ្ឋានលើ SnO2 សម្រេចបាននូវភាពប្រែប្រួលខ្ពស់បំផុតនៅពេលដែលអង្កត់ផ្ចិតគ្រីស្តាល់ (d) ស្មើនឹងឬតិចជាងពីរដងនៃប្រវែង Debye (λD) នៃ SnO271 ។នៅពេលដែល d ≤ 2λD SnO2 ត្រូវបានបាត់បង់ទាំងស្រុងបន្ទាប់ពីការស្រូបយកម៉ូលេគុល O2 ហើយការឆ្លើយតបរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាទៅនឹងឧស្ម័នកាត់បន្ថយគឺអតិបរមា។លើសពីនេះ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រផ្សេងៗអាចប៉ះពាល់ដល់ដំណើរការរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា រួមទាំងសីតុណ្ហភាពប្រតិបត្តិការ ពិការភាពគ្រីស្តាល់ និងសូម្បីតែប្លង់គ្រីស្តាល់ដែលបានលាតត្រដាងនៃសម្ភារៈចាប់សញ្ញា។ជាពិសេសឥទ្ធិពលនៃសីតុណ្ហភាពប្រតិបត្តិការត្រូវបានពន្យល់ដោយការប្រកួតប្រជែងដែលអាចកើតមានរវាងអត្រានៃការស្រូបយកនិងការ desorption នៃឧស្ម័នគោលដៅក៏ដូចជាប្រតិកម្មលើផ្ទៃរវាងម៉ូលេគុលឧស្ម័ន adsorbed និងភាគល្អិតអុកស៊ីសែន4,82 ។ឥទ្ធិពលនៃពិការភាពគ្រីស្តាល់គឺទាក់ទងយ៉ាងខ្លាំងទៅនឹងខ្លឹមសារនៃកន្លែងទំនេរអុកស៊ីសែន [83, 84] ។ប្រតិបត្តិការរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាក៏អាចរងផលប៉ះពាល់ដោយប្រតិកម្មផ្សេងគ្នានៃមុខគ្រីស្តាល់បើកចំហ 67,85,86,87 ។បើកយន្តហោះគ្រីស្តាល់ដែលមានដង់ស៊ីតេទាបបង្ហាញពីសារធាតុដែកដែលមិនស៊ីសង្វាក់គ្នាជាមួយនឹងថាមពលខ្ពស់ជាង ដែលជំរុញការស្រូបយកផ្ទៃ និងប្រតិកម្ម88។តារាងទី 1 រាយបញ្ជីកត្តាសំខាន់ៗមួយចំនួន និងយន្តការនៃការយល់ឃើញដែលប្រសើរឡើងដែលពាក់ព័ន្ធ។ដូច្នេះ តាមរយៈការកែតម្រូវប៉ារ៉ាម៉ែត្រសម្ភារៈទាំងនេះ ការអនុវត្តការរកឃើញអាចត្រូវបានកែលម្អ ហើយវាជារឿងសំខាន់ក្នុងការកំណត់កត្តាសំខាន់ៗដែលប៉ះពាល់ដល់ដំណើរការរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា។
Yamazoe89 និង Shimanoe et al.68,71 បានធ្វើការសិក្សាមួយចំនួនលើយន្តការទ្រឹស្ដីនៃការយល់ឃើញរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា និងបានស្នើឡើងនូវកត្តាសំខាន់ៗចំនួនបីឯករាជ្យដែលជះឥទ្ធិពលលើដំណើរការរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ជាពិសេសមុខងារ receptor មុខងារ transducer និងឧបករណ៍ប្រើប្រាស់ (រូបភាព 1b)។.មុខងារ Receptor សំដៅលើសមត្ថភាពនៃផ្ទៃ MOS ដើម្បីធ្វើអន្តរកម្មជាមួយម៉ូលេគុលឧស្ម័ន។មុខងារនេះត្រូវបានទាក់ទងយ៉ាងជិតស្និទ្ធទៅនឹងលក្ខណៈសម្បត្តិគីមីរបស់ MOS ហើយអាចត្រូវបានកែលម្អយ៉ាងខ្លាំងដោយការណែនាំអ្នកទទួលបរទេស (ឧទាហរណ៍ NPs ដែក និង MOS ផ្សេងទៀត) ។មុខងារ transducer សំដៅលើសមត្ថភាពក្នុងការបំប្លែងប្រតិកម្មរវាងឧស្ម័ន និងផ្ទៃ MOS ទៅជាសញ្ញាអគ្គិសនីដែលគ្របដណ្ដប់ដោយព្រំដែនគ្រាប់ធញ្ញជាតិរបស់ MOS ។ដូច្នេះមុខងារនៃអារម្មណ៍ត្រូវបានប៉ះពាល់យ៉ាងខ្លាំងដោយទំហំភាគល្អិត MOC និងដង់ស៊ីតេនៃអ្នកទទួលបរទេស។Katoch et al.90 បានរាយការណ៍ថា ការកាត់បន្ថយទំហំគ្រាប់ធញ្ញជាតិនៃ ZnO-SnO2 nanofibrils បណ្តាលឱ្យមានការបង្កើត heterojunctions ជាច្រើន និងបង្កើនភាពប្រែប្រួលរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ស្របតាមមុខងាររបស់ឧបករណ៍ប្តូរ។Wang et al.91 បានប្រៀបធៀបទំហំគ្រាប់ធញ្ញជាតិផ្សេងៗនៃ Zn2GeO4 ហើយបានបង្ហាញពីការកើនឡើង 6.5 ដងក្នុងភាពប្រែប្រួលរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា បន្ទាប់ពីណែនាំព្រំដែនគ្រាប់ធញ្ញជាតិ។ឧបករណ៍ប្រើប្រាស់គឺជាកត្តាដំណើរការឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាសំខាន់មួយទៀតដែលពិពណ៌នាអំពីភាពអាចរកបាននៃឧស្ម័នទៅនឹងរចនាសម្ព័ន្ធ MOS ខាងក្នុង។ប្រសិនបើម៉ូលេគុលឧស្ម័នមិនអាចជ្រាបចូល និងប្រតិកម្មជាមួយ MOS ខាងក្នុងទេ ភាពប្រែប្រួលរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញានឹងត្រូវបានកាត់បន្ថយ។អត្ថប្រយោជន៍គឺទាក់ទងយ៉ាងជិតស្និទ្ធទៅនឹងជម្រៅនៃការសាយភាយនៃឧស្ម័នជាក់លាក់មួយ ដែលអាស្រ័យលើទំហំរន្ធញើសនៃសម្ភារៈចាប់សញ្ញា។Sakai et al ។92 បានយកគំរូតាមភាពប្រែប្រួលរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាទៅនឹងឧស្ម័ន flue ហើយបានរកឃើញថា ទាំងទម្ងន់ម៉ូលេគុលនៃឧស្ម័ន និងកាំរន្ធនៃភ្នាសរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាប៉ះពាល់ដល់ភាពប្រែប្រួលនៃឧបករណ៏នៅជម្រៅនៃការសាយភាយឧស្ម័នខុសៗគ្នានៅក្នុងភ្នាសរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា។ការពិភាក្សាខាងលើបង្ហាញថាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័នដែលដំណើរការខ្ពស់អាចត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយការធ្វើឱ្យមានតុល្យភាព និងបង្កើនប្រសិទ្ធភាពមុខងារ receptor មុខងារ transducer និងឧបករណ៍ប្រើប្រាស់។
ការងារខាងលើបញ្ជាក់ពីយន្តការនៃការយល់ឃើញជាមូលដ្ឋាននៃ MOS តែមួយ និងពិភាក្សាអំពីកត្តាជាច្រើនដែលប៉ះពាល់ដល់ដំណើរការនៃ MOS ។បន្ថែមពីលើកត្តាទាំងនេះ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័នដែលមានមូលដ្ឋានលើរចនាសម្ព័ន្ធ heterostructures អាចធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវដំណើរការរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដោយធ្វើអោយមុខងារ sensor និង receptor ប្រសើរឡើង។លើសពីនេះ រចនាសម្ព័ន្ធ heteronanostructures អាចកែលម្អដំណើរការរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដោយបង្កើនប្រតិកម្មកាតាលីករ គ្រប់គ្រងការផ្ទេរបន្ទុក និងបង្កើតកន្លែងស្រូបយកសារធាតុបន្ថែម។រហូតមកដល់បច្ចុប្បន្ន ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័នជាច្រើនដែលមានមូលដ្ឋានលើ MOS heteronanostructures ត្រូវបានសិក្សាដើម្បីពិភាក្សាអំពីយន្តការសម្រាប់បង្កើនការចាប់សញ្ញា95,96,97។Miller et al ។55 បានសង្ខេបយន្តការជាច្រើនដែលទំនងជាធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវភាពប្រែប្រួលនៃរចនាសម្ព័ន្ធ heteronanostructures រួមទាំងផ្ទៃដែលពឹងផ្អែកលើ ចំណុចប្រទាក់ - អាស្រ័យលើ និងរចនាសម្ព័ន្ធ - អាស្រ័យលើ។ក្នុងចំនោមពួកគេ យន្តការពង្រីកដែលពឹងផ្អែកលើចំណុចប្រទាក់គឺស្មុគស្មាញពេកក្នុងការគ្របដណ្តប់អន្តរកម្មចំណុចប្រទាក់ទាំងអស់នៅក្នុងទ្រឹស្តីមួយ ចាប់តាំងពីឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាផ្សេងៗផ្អែកលើសម្ភារៈ heteronanostructured (ឧទាហរណ៍ nn-heterojunction, pn-heterojunction, pp-heterojunction ។ល។) អាចត្រូវបានប្រើ។ .ខ្សែពួរ Schottky) ។ជាធម្មតា ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា heteronanostructured ដែលមានមូលដ្ឋានលើ MOS តែងតែរួមបញ្ចូលយន្តការឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាកម្រិតខ្ពស់ពីរ ឬច្រើនជាងនេះ98,99,100។ឥទ្ធិពលរួមនៃយន្តការពង្រីកទាំងនេះអាចបង្កើនការទទួល និងដំណើរការនៃសញ្ញាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា។ដូច្នេះ ការយល់ដឹងអំពីយន្តការនៃការយល់ឃើញរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដោយផ្អែកលើសម្ភារៈ nanostructured ខុសគ្នាគឺមានសារៈសំខាន់ ដើម្បីជួយអ្នកស្រាវជ្រាវបង្កើតឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័នពីបាតឡើង ស្របតាមតម្រូវការរបស់ពួកគេ។លើសពីនេះ រចនាសម្ព័ន្ធធរណីមាត្ររបស់ឧបករណ៍ក៏អាចជះឥទ្ធិពលយ៉ាងខ្លាំងទៅលើភាពប្រែប្រួលរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា 74, 75, 76។ ដើម្បីវិភាគជាប្រព័ន្ធនូវឥរិយាបថរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា យន្តការចាប់សញ្ញានៃរចនាសម្ព័ន្ធឧបករណ៍ចំនួនបីដោយផ្អែកលើសម្ភារៈ heteronanostructured ផ្សេងគ្នានឹងត្រូវបានបង្ហាញ។ និងពិភាក្សាខាងក្រោម។
ជាមួយនឹងការអភិវឌ្ឍន៍យ៉ាងឆាប់រហ័សនៃឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័នដែលមានមូលដ្ឋានលើ MOS MOS ដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធ hetero-nanostructured ជាច្រើនត្រូវបានស្នើឡើង។ការផ្ទេរបន្ទុកនៅឯចំណុចប្រទាក់ hetero អាស្រ័យលើកម្រិត Fermi (Ef) ខុសៗគ្នានៃសមាសធាតុ។នៅឯចំណុចប្រទាក់ heterointerface អេឡិចត្រុងផ្លាស់ទីពីម្ខាងជាមួយ Ef ធំជាងទៅម្ខាងទៀតជាមួយនឹង Ef តូចជាងរហូតដល់កម្រិត Fermi របស់ពួកគេឈានដល់លំនឹង និងរន្ធ ច្រាសមកវិញ។បន្ទាប់មកក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូននៅ heterointerface ត្រូវបាន depleted និងបង្កើតស្រទាប់ depleted ។នៅពេលដែលឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាត្រូវបានប៉ះពាល់ទៅនឹងឧស្ម័នគោលដៅ កំហាប់នៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូន MOS ដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធ heteronanostructured ផ្លាស់ប្តូរ ក៏ដូចជាកម្ពស់របាំងដែរ ដោយហេតុនេះបង្កើនសញ្ញារាវរក។លើសពីនេះទៀតវិធីសាស្រ្តផ្សេងគ្នានៃការប្រឌិត heteronanostructures នាំឱ្យមានទំនាក់ទំនងផ្សេងគ្នារវាងសមា្ភារៈនិងអេឡិចត្រូតដែលនាំឱ្យមានធរណីមាត្រឧបករណ៍ផ្សេងគ្នានិងយន្តការចាប់សញ្ញាផ្សេងគ្នា។នៅក្នុងការពិនិត្យឡើងវិញនេះ យើងស្នើរចនាសម្ព័ន្ធឧបករណ៍ធរណីមាត្រចំនួនបី និងពិភាក្សាអំពីយន្តការចាប់សញ្ញាសម្រាប់រចនាសម្ព័ន្ធនីមួយៗ។
ទោះបីជា heterojunctions ដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងដំណើរការរាវរកឧស្ម័នក៏ដោយ ធរណីមាត្រឧបករណ៍នៃឧបករណ៏ទាំងមូលក៏អាចជះឥទ្ធិពលយ៉ាងខ្លាំងដល់ឥរិយាបទនៃការរាវរកផងដែរ ចាប់តាំងពីទីតាំងនៃបណ្តាញបញ្ជូនឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាគឺពឹងផ្អែកយ៉ាងខ្លាំងទៅលើធរណីមាត្រឧបករណ៍។ធរណីមាត្រធម្មតាចំនួនបីនៃឧបករណ៍ MOS heterojunction ត្រូវបានពិភាក្សានៅទីនេះ ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 2 ។ នៅក្នុងប្រភេទទីមួយ ការតភ្ជាប់ MOS ពីរត្រូវបានចែកចាយដោយចៃដន្យរវាងអេឡិចត្រូតពីរ ហើយទីតាំងនៃបណ្តាញ conductive ត្រូវបានកំណត់ដោយ MOS ចម្បង ទីពីរគឺ ការបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធ nanogeneous ពី MOS ផ្សេងគ្នាខណៈពេលដែល MOS តែមួយគត់ត្រូវបានភ្ជាប់ទៅអេឡិចត្រូត។អេឡិចត្រូតត្រូវបានភ្ជាប់បន្ទាប់មកឆានែលចរន្តជាធម្មតាមានទីតាំងនៅខាងក្នុង MOS ហើយត្រូវបានភ្ជាប់ដោយផ្ទាល់ទៅអេឡិចត្រូត។នៅក្នុងប្រភេទទីបី វត្ថុធាតុពីរត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងអេឡិចត្រូតពីរដាច់ដោយឡែកពីគ្នា ដោយដឹកនាំឧបករណ៍តាមរយៈ heterojunction ដែលបង្កើតឡើងរវាងវត្ថុធាតុទាំងពីរ។
សហសញ្ញារវាងសមាសធាតុ (ឧទាហរណ៍ "SnO2-NiO") បង្ហាញថាសមាសធាតុទាំងពីរត្រូវបានលាយបញ្ចូលគ្នាយ៉ាងសាមញ្ញ (ប្រភេទ I)។សញ្ញា “@” រវាងការតភ្ជាប់ពីរ (ឧទាហរណ៍ “SnO2@NiO”) បង្ហាញថាសម្ភារៈរន្ទា (NiO) ត្រូវបានតុបតែងដោយ SnO2 សម្រាប់រចនាសម្ព័ន្ធឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាប្រភេទ II ។សញ្ញាចុច (ឧទាហរណ៍ "NiO/SnO2") បង្ហាញពីការរចនាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាប្រភេទ III ។
សម្រាប់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័នដោយផ្អែកលើសមាសធាតុ MOS ធាតុ MOS ពីរត្រូវបានចែកចាយដោយចៃដន្យរវាងអេឡិចត្រូត។វិធីសាស្រ្តប្រឌិតជាច្រើនត្រូវបានបង្កើតឡើងដើម្បីរៀបចំសមាសធាតុ MOS រួមទាំង sol-gel, coprecipitation, hydrothermal, electrospinning និងវិធីសាស្រ្តលាយមេកានិច98,102,103,104។ថ្មីៗនេះ ក្របខណ្ឌលោហធាតុ-សរីរាង្គ (MOFs) ដែលជាថ្នាក់នៃសម្ភារៈរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ porous ដែលផ្សំឡើងដោយមជ្ឈមណ្ឌលលោហៈ និងឧបករណ៍ភ្ជាប់សរីរាង្គ ត្រូវបានគេប្រើជាគំរូសម្រាប់ការផលិតសមាសធាតុ MOS porous 105,106,107,108។គួរកត់សម្គាល់ថាទោះបីជាភាគរយនៃសមាសធាតុ MOS គឺដូចគ្នាក៏ដោយ លក្ខណៈនៃអារម្មណ៍អាចប្រែប្រួលយ៉ាងខ្លាំងនៅពេលប្រើដំណើរការផលិតផ្សេងៗគ្នា។109,110 ឧទាហរណ៍ Gao et al.109 បានបង្កើតឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាពីរដោយផ្អែកលើសមាសធាតុ MoO3±SnO2 ដែលមានសមាមាត្រអាតូមដូចគ្នា ( Mo:Sn = 1:1.9) ហើយបានរកឃើញថាវិធីប្រឌិតផ្សេងគ្នានាំឱ្យមានអារម្មណ៍ខុសគ្នា។Shaposhnik et al ។110 បានរាយការណ៍ថា ប្រតិកម្មនៃ SnO2-TiO2 រួម precipitated ទៅឧស្ម័ន H2 ខុសគ្នាពីវត្ថុធាតុចម្រុះមេកានិច សូម្បីតែនៅសមាមាត្រ Sn/Ti ដូចគ្នា។ភាពខុសគ្នានេះកើតឡើងដោយសារតែទំនាក់ទំនងរវាង MOP និង MOP ទំហំគ្រីស្តាល់ប្រែប្រួលជាមួយនឹងវិធីសាស្រ្តសំយោគផ្សេងគ្នា109,110។នៅពេលដែលទំហំ និងរូបរាងរបស់គ្រាប់ធញ្ញជាតិមានភាពស៊ីសង្វាក់គ្នាក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃដង់ស៊ីតេម្ចាស់ជំនួយ និងប្រភេទ semiconductor ការឆ្លើយតបគួរតែនៅដដែល ប្រសិនបើធរណីមាត្រទំនាក់ទំនងមិនផ្លាស់ប្តូរ 110 ។Staerz et al ។111 បានរាយការណ៍ថា លក្ខណៈរាវរករបស់ SnO2-Cr2O3 nanofibers ស្នូល (CSN) និង SnO2-Cr2O3 CSNs ដីគឺដូចគ្នាបេះបិទ ដែលបង្ហាញថា រូបវិទ្យា nanofiber មិនផ្តល់អត្ថប្រយោជន៍ណាមួយឡើយ។
បន្ថែមពីលើវិធីសាស្រ្តនៃការផលិតផ្សេងៗគ្នា ប្រភេទ semiconductor នៃ MOSFETs ពីរផ្សេងគ្នាក៏ប៉ះពាល់ដល់ភាពប្រែប្រួលនៃឧបករណ៏ផងដែរ។វាអាចត្រូវបានបែងចែកបន្ថែមទៀតជាពីរប្រភេទអាស្រ័យលើថាតើ MOSFETs ទាំងពីរប្រភេទដូចគ្នានៃ semiconductor (nn ឬ pp junction) ឬប្រភេទផ្សេងគ្នា (pn junction) ។នៅពេលដែលឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័នត្រូវបានផ្អែកលើសមាសធាតុ MOS នៃប្រភេទដូចគ្នា ដោយការផ្លាស់ប្តូរសមាមាត្រ molar នៃ MOS ទាំងពីរ លក្ខណៈឆ្លើយតបនៃអារម្មណ៍នៅតែមិនផ្លាស់ប្តូរ ហើយភាពប្រែប្រួលរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាប្រែប្រួលអាស្រ័យលើចំនួន nn- ឬ pp-heterojunctions ។នៅពេលដែលសមាសធាតុមួយគ្របដណ្ដប់នៅក្នុងសមាសធាតុ (ឧទាហរណ៍ 0.9 ZnO-0.1 SnO2 ឬ 0.1 ZnO-0.9 SnO2) ឆានែល conduction ត្រូវបានកំណត់ដោយ MOS លេចធ្លោ ដែលហៅថា ឆានែល homojunction conduction 92 ។នៅពេលដែលសមាមាត្រនៃសមាសធាតុទាំងពីរគឺអាចប្រៀបធៀបបាន វាត្រូវបានសន្មត់ថាឆានែល conduction ត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយ heterojunction98,102 ។យ៉ាម៉ាហ្សូ et al ។112,113 បានរាយការណ៍ថាតំបន់ heterocontact នៃសមាសភាគទាំងពីរអាចធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងយ៉ាងខ្លាំងនូវភាពប្រែប្រួលរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដោយសារតែរបាំង heterojunction បានបង្កើតឡើងដោយសារតែមុខងារប្រតិបត្តិការផ្សេងគ្នានៃសមាសភាគអាចគ្រប់គ្រងការចល័តរសាត់របស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដែលប៉ះពាល់នឹងអេឡិចត្រុង។ឧស្ម័នព័ទ្ធជុំវិញចំនួន 112.113 ផ្សេងៗគ្នា។នៅលើរូបភព។រូបភាពទី 3a បង្ហាញថាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដែលមានមូលដ្ឋានលើរចនាសម្ព័ន្ធឋានានុក្រមសរសៃ SnO2-ZnO ដែលមានមាតិកា ZnO ខុសៗគ្នា (ពី 0 ទៅ 10 mol % Zn) អាចជ្រើសរើសដោយជ្រើសរើសអេតាណុល។ក្នុងចំណោមពួកវា ឧបករណ៏ដែលមានមូលដ្ឋានលើសរសៃ SnO2-ZnO (7 mol.% Zn) បានបង្ហាញពីភាពប្រែប្រួលខ្ពស់បំផុតដោយសារការបង្កើត heterojunctions មួយចំនួនធំ និងការកើនឡើងនៃផ្ទៃជាក់លាក់ ដែលបង្កើនមុខងាររបស់ឧបករណ៍បំប្លែង និងធ្វើឱ្យប្រសើរឡើង។ ភាពរសើប 90 ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ជាមួយនឹងការកើនឡើងបន្ថែមទៀតនៃមាតិកា ZnO ដល់ 10 mol.% សមាសធាតុ microstructure SnO2-ZnO អាចរុំតំបន់សកម្មលើផ្ទៃ និងកាត់បន្ថយភាពប្រែប្រួលនៃឧបករណ៏85។និន្នាការស្រដៀងគ្នានេះក៏ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញផងដែរសម្រាប់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដែលផ្អែកលើ NiO-NiFe2O4 pp heterojunction composites ជាមួយនឹងសមាមាត្រ Fe/Ni ខុសៗគ្នា (រូបភាព 3b)114។
រូបភាព SEM នៃសរសៃ SnO2-ZnO (7 mol.% Zn) និងការឆ្លើយតបរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាចំពោះឧស្ម័នផ្សេងៗដែលមានកំហាប់ 100 ppm នៅ 260 °C;54b ការឆ្លើយតបរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាផ្អែកលើសមាសធាតុ NiO និង NiO-NiFe2O4 សុទ្ធនៅ 50 ppm នៃឧស្ម័នផ្សេងៗ 260 °C;114 (គ) ដ្យាក្រាមគំនូសតាងនៃចំនួនថ្នាំងក្នុងសមាសភាព xSnO2-(1-x)Co3O4 និងប្រតិកម្មធន់និងប្រតិកម្មដែលត្រូវគ្នានៃសមាសធាតុ xSnO2-(1-x)Co3O4 ក្នុង 10 ppm CO, អាសេតូន, C6H6 និង SO2 ឧស្ម័ននៅ 350 ° C ដោយការផ្លាស់ប្តូរសមាមាត្រ molar នៃ Sn / Co 98
សមាសធាតុ pn-MOS បង្ហាញឥរិយាបទរសើបផ្សេងៗគ្នាអាស្រ័យលើសមាមាត្រអាតូមិកនៃ MOS115 ។ជាទូទៅ ឥរិយាបទនៃអារម្មណ៍នៃសមាសធាតុ MOS គឺពឹងផ្អែកយ៉ាងខ្លាំងទៅលើដែល MOS ដើរតួជាបណ្តាញបញ្ជូនបឋមសម្រាប់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា។ដូច្នេះ វាមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងណាស់ក្នុងការកំណត់លក្ខណៈភាគរយ និងរចនាសម្ព័ន្ធ nanostructure នៃសមាសធាតុ។Kim et al.98 បានបញ្ជាក់ពីការសន្និដ្ឋាននេះដោយការសំយោគស៊េរីនៃ xSnO2 ± (1-x)Co3O4 nanofibers សមាសធាតុដោយ electrospinning និងសិក្សាលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញារបស់ពួកគេ។ពួកគេបានសង្កេតឃើញថាឥរិយាបថរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាសមាសធាតុ SnO2-Co3O4 បានប្តូរពីប្រភេទ n ទៅប្រភេទ p ដោយកាត់បន្ថយភាគរយនៃ SnO2 (រូបភាព 3c)98 ។លើសពីនេះទៀតឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដែលគ្រប់គ្រងដោយ heterojunction (ផ្អែកលើ 0.5 SnO2-0.5 Co3O4) បានបង្ហាញពីអត្រាបញ្ជូនខ្ពស់បំផុតសម្រាប់ C6H6 បើប្រៀបធៀបទៅនឹងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដែលមានលក្ខណៈដូចគ្នា (ឧ. ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា SnO2 ឬ Co3O4 ខ្ពស់)។ភាពធន់ខ្ពស់នៃឧបករណ៏ដែលមានមូលដ្ឋានលើ 0.5 SnO2-0.5 Co3O4 និងសមត្ថភាពកាន់តែច្រើនរបស់វាក្នុងការកែប្រែភាពធន់នៃឧបករណ៏ទាំងមូលរួមចំណែកដល់ភាពប្រែប្រួលខ្ពស់បំផុតរបស់វាចំពោះ C6H6 ។លើសពីនេះ ភាពមិនស៊ីគ្នានៃបន្ទះឈើដែលមានប្រភពមកពីចំណុចប្រទាក់ SnO2-Co3O4 heterointerfaces អាចបង្កើតកន្លែងស្រូបយកពិសេសសម្រាប់ម៉ូលេគុលឧស្ម័ន ដោយហេតុនេះបង្កើនការឆ្លើយតបរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា 109,116 ។
បន្ថែមពីលើ MOS ប្រភេទ semiconductor ឥរិយាបថប៉ះនៃសមាសធាតុ MOS ក៏អាចត្រូវបានប្ដូរតាមបំណងដោយប្រើគីមីសាស្ត្រនៃ MOS-117 ។Huo et al.117 បានប្រើវិធីសាស្ត្រត្រាំ-bake សាមញ្ញ ដើម្បីរៀបចំសមាសធាតុ Co3O4-SnO2 ហើយបានរកឃើញថានៅសមាមាត្រ Co/Sn molar ratio 10% ឧបករណ៏បង្ហាញការឆ្លើយតបការរកឃើញប្រភេទ p ទៅនឹង H2 និងភាពរសើបនៃប្រភេទ n ចំពោះ H2.ការឆ្លើយតប។ការឆ្លើយតបរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាចំពោះឧស្ម័ន CO, H2S និង NH3 ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាព 4a117 ។នៅសមាមាត្រ Co/Sn ទាប ភាពដូចគ្នាជាច្រើនបង្កើតនៅព្រំដែន SnO2 ± SnO2 nanograin និងបង្ហាញការឆ្លើយតបរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាប្រភេទ n ចំពោះ H2 (រូបភាព 4b, គ) 115 ។ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃសមាមាត្រ Co/Sn រហូតដល់ 10 mol ។% ជំនួសឱ្យភាពដូចគ្នានៃ SnO2-SnO2 ភាពច្របូកច្របល់នៃ Co3O4-SnO2 ជាច្រើនត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងពេលដំណាលគ្នា (រូបភាព 4d) ។ដោយសារ Co3O4 អសកម្មទាក់ទងនឹង H2 ហើយ SnO2 មានប្រតិកម្មខ្លាំងជាមួយ H2 ប្រតិកម្មរបស់ H2 ជាមួយនឹងប្រភេទអុកស៊ីដអ៊ីយ៉ុងកើតឡើងជាចម្បងលើផ្ទៃ SnO2117 ។ដូច្នេះអេឡិចត្រុងផ្លាស់ទីទៅ SnO2 ហើយ Ef SnO2 ផ្លាស់ប្តូរទៅក្រុម conduction ខណៈពេលដែល Ef Co3O4 នៅតែមិនផ្លាស់ប្តូរ។ជាលទ្ធផល ភាពធន់របស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាកើនឡើង ដែលបង្ហាញថាវត្ថុធាតុដែលមានសមាមាត្រ Co/Sn ខ្ពស់បង្ហាញអាកប្បកិរិយានៃការចាប់សញ្ញាប្រភេទ p (រូបភាព 4e) ។ផ្ទុយទៅវិញ ឧស្ម័ន CO, H2S, និង NH3 មានប្រតិកម្មជាមួយនឹងប្រភេទអុកស៊ីហ្សែនអ៊ីយ៉ុងនៅលើផ្ទៃ SnO2 និង Co3O4 ហើយអេឡិចត្រុងផ្លាស់ទីពីឧស្ម័នទៅឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ដែលបណ្តាលឱ្យមានការថយចុះនៃកម្ពស់របាំង និងភាពប្រែប្រួលនៃប្រភេទ n (រូបភាព 4f) ។.ឥរិយាបថរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាផ្សេងគ្នានេះគឺដោយសារតែប្រតិកម្មផ្សេងគ្នានៃ Co3O4 ជាមួយនឹងឧស្ម័នផ្សេងគ្នាដែលត្រូវបានបញ្ជាក់បន្ថែមដោយ Yin et al ។១១៨.ដូចគ្នានេះដែរ Katoch et al ។119 បានបង្ហាញថាសមាសធាតុ SnO2-ZnO មានជម្រើសល្អ និងមានភាពប្រែប្រួលខ្ពស់ចំពោះ H2។ឥរិយាបថនេះកើតឡើងដោយសារតែអាតូម H អាចត្រូវបានស្រូបយកយ៉ាងងាយស្រួលទៅនឹងទីតាំង O នៃ ZnO ដោយសារតែការបង្កាត់ដ៏រឹងមាំរវាងគន្លង s-orbital នៃ H និង p-orbital នៃ O ដែលនាំទៅដល់លោហធាតុនៃ ZnO120,121 ។
ខ្សែកោងធន់ទ្រាំថាមវន្ត Co/Sn-10% សម្រាប់ឧស្ម័នកាត់បន្ថយធម្មតាដូចជា H2, CO, NH3 និង H2S, b, c Co3O4/SnO2 ដ្យាក្រាមយន្តការចាប់សញ្ញាសមាសធាតុសម្រាប់ H2 នៅទាប % m ។ការរកឃើញយន្តការ Co/Sn, df Co3O4 នៃ H2 និង CO, H2S និង NH3 ជាមួយនឹងសមាសធាតុ Co/Sn/SnO2 ខ្ពស់
ដូច្នេះ យើងអាចធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវភាពប្រែប្រួលនៃឧបករណ៏ I-type ដោយជ្រើសរើសវិធីសាស្ត្រប្រឌិតដែលសមស្រប កាត់បន្ថយទំហំគ្រាប់ធញ្ញជាតិនៃសមាសធាតុ និងបង្កើនប្រសិទ្ធភាពសមាមាត្រថ្គាមនៃសមាសធាតុ MOS ។លើសពីនេះ ការយល់ដឹងយ៉ាងស៊ីជម្រៅអំពីគីមីសាស្ត្រនៃវត្ថុធាតុរសើបអាចបង្កើនជម្រើសនៃឧបករណ៏។
រចនាសម្ព័ន្ធឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាប្រភេទ II គឺជារចនាសម្ព័ន្ធឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដ៏ពេញនិយមមួយផ្សេងទៀតដែលអាចប្រើប្រាស់សម្ភារៈណាណូដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធខុសៗគ្នា រួមទាំងសម្ភារៈណាណូ "មេ" មួយ និងសម្ភារៈណាណូទីពីរ ឬសូម្បីតែទីបី។ជាឧទាហរណ៍ វត្ថុធាតុមួយវិមាត្រ ឬពីរវិមាត្រដែលតុបតែងដោយភាគល្អិតណាណូ សែលស្នូល (CS) និងវត្ថុធាតុរចនាសម្ព័ន្ធ heteronanostructured ច្រើនស្រទាប់ ត្រូវបានគេប្រើជាទូទៅនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាប្រភេទ II ហើយនឹងត្រូវបានពិភាក្សាលម្អិតខាងក្រោម។
សម្រាប់សម្ភារៈ heteronanostructure ដំបូង (តុបតែង heteronanostructure) ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបភាព 2b(1) បណ្តាញ conductive របស់ sensor ត្រូវបានតភ្ជាប់ដោយសម្ភារៈមូលដ្ឋានមួយ។ដោយសារតែការបង្កើត heterojunctions ភាគល្អិតណាណូដែលបានកែប្រែអាចផ្តល់នូវកន្លែងដែលមានប្រតិកម្មបន្ថែមទៀតសម្រាប់ការស្រូបយកឧស្ម័ន ឬ desorption ហើយក៏អាចដើរតួជាកាតាលីករដើម្បីបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃការចាប់សញ្ញា109,122,123,124។Yuan et al.41 បានកត់សម្គាល់ថា ការតុបតែង WO3 nanowires ជាមួយ CeO2 nanodots អាចផ្តល់នូវកន្លែងស្រូបយកសារធាតុបន្ថែមនៅ CeO2@WO3 heterointerface និងផ្ទៃ CeO2 និងបង្កើតប្រភេទអុកស៊ីហ្សែនគីមីបន្ថែមទៀតសម្រាប់ប្រតិកម្មជាមួយអាសេតូន។Gunawan et al ។125. ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអាសេតូនដែលមានភាពរសើបខ្លាំងបំផុតដោយផ្អែកលើ Au@α-Fe2O3 វិមាត្រមួយត្រូវបានស្នើឡើង ហើយវាត្រូវបានគេសង្កេតឃើញថា ភាពប្រែប្រួលនៃឧបករណ៏ត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយការធ្វើឱ្យសកម្មនៃម៉ូលេគុល O2 ជាប្រភពអុកស៊ីសែន។វត្តមានរបស់ Au NPs អាចដើរតួជាកាតាលីករដែលជំរុញការបំបែកម៉ូលេគុលអុកស៊ីហ្សែនទៅជាអុកស៊ីហ្សែនបន្ទះឈើសម្រាប់ការកត់សុីនៃអាសេតូន។លទ្ធផលស្រដៀងគ្នានេះត្រូវបានទទួលដោយចូនិក al ។9 ដែលជាកន្លែងដែលកាតាលីករ Pt ត្រូវបានប្រើដើម្បីបំបែកម៉ូលេគុលអុកស៊ីសែន adsorbed ទៅជាប្រភេទអុកស៊ីសែនអ៊ីយ៉ូដ និងបង្កើនការឆ្លើយតបរសើបទៅនឹងអាសេតូន។ក្នុងឆ្នាំ 2017 ក្រុមស្រាវជ្រាវដូចគ្នាបានបង្ហាញថា ភាគល្អិត nanoparticles bimetallic មានប្រសិទ្ធភាពជាងក្នុងកាតាលីករជាង nanoparticles លោហៈដ៏ថ្លៃថ្នូដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាព 5126. 5a គឺជាគ្រោងការណ៍នៃដំណើរការផលិតសម្រាប់ NPs bimetallic ដែលមានមូលដ្ឋានលើផ្លាទីន (PtM) ដោយប្រើកោសិកា apoferritin ជាមួយ ទំហំជាមធ្យមតិចជាង 3 អិម។បន្ទាប់មក ដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ electrospinning PtM@WO3 nanofibers ត្រូវបានគេទទួលបានដើម្បីបង្កើនភាពប្រែប្រួល និងការជ្រើសរើសទៅ acetone ឬ H2S (រូបភាព 5b–g)។ថ្មីៗនេះ កាតាលីករអាតូមតែមួយ (SACs) បានបង្ហាញពីដំណើរការកាតាលីករដ៏ល្អឥតខ្ចោះនៅក្នុងផ្នែកនៃកាតាលីករ និងការវិភាគឧស្ម័ន ដោយសារតែប្រសិទ្ធភាពអតិបរមានៃការប្រើប្រាស់អាតូម និងរចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចដែលបានកែសម្រួល 127,128 ។Shin et al ។129 បានប្រើ Pt-SA anchored carbon nitride (MCN), SnCl2 និង PVP nanosheets ជាប្រភពគីមីដើម្បីរៀបចំ Pt@MCN@SnO2 inline fibers សម្រាប់ការរកឃើញឧស្ម័ន។ទោះបីជាមាតិកាទាបបំផុតនៃ Pt@MCN (ពី 0.13 wt.% ទៅ 0.68 wt.%) ក៏ដោយក៏ការរកឃើញនៃ formaldehyde ឧស្ម័ន Pt@MCN@SnO2 គឺប្រសើរជាងគំរូយោងផ្សេងទៀត (សុទ្ធ SnO2, MCN@SnO2 និង Pt NPs@ ។ SnO2) ។.ការអនុវត្តការរកឃើញដ៏ល្អឥតខ្ចោះនេះអាចត្រូវបានកំណត់គុណលក្ខណៈដល់ប្រសិទ្ធភាពអាតូមិចអតិបរមានៃកាតាលីករ Pt SA និងការគ្របដណ្តប់អប្បបរមានៃគេហទំព័រសកម្ម SnO2129 ។
វិធីសាស្ត្រផ្ទុកដោយ Apoferritin ដើម្បីទទួលបាន PtM-apo (PtPd, PtRh, PtNi) nanoparticles;លក្ខណៈសំខាន់នៃឧស្ម័នថាមវន្តនៃ bd pristine WO3, PtPd@WO3, PtRn@WO3, និង Pt-NiO@WO3 nanofibers;ជាឧទាហរណ៍ ផ្អែកលើលក្ខណៈសម្បត្តិជ្រើសរើសរបស់ PtPd@WO3, PtRn@WO3 និង Pt-NiO@WO3 nanofiber sensors ទៅ 1 ppm នៃឧស្ម័នរំខាន 126
លើសពីនេះ ភាពច្របូកច្របល់ដែលបង្កើតឡើងរវាងវត្ថុធាតុរន្ទា និងភាគល្អិត nanoparticles ក៏អាចកែប្រែបណ្តាញដំណើរការប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពតាមរយៈយន្តការម៉ូឌុលរ៉ាឌីកាល់ ដើម្បីកែលម្អដំណើរការរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា130,131,132។នៅលើរូបភព។រូបភាពទី 6a បង្ហាញពីលក្ខណៈរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញានៃ nanowires SnO2 និង Cr2O3@SnO2 សុទ្ធសម្រាប់កាត់បន្ថយ និងអុកស៊ីតកម្មឧស្ម័ន និងយន្តការឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដែលត្រូវគ្នា131។បើប្រៀបធៀបទៅនឹង nanowires SnO2 សុទ្ធ ការឆ្លើយតបរបស់ Cr2O3@SnO2 nanowires ចំពោះការកាត់បន្ថយឧស្ម័នត្រូវបានពង្រឹងយ៉ាងខ្លាំង ខណៈពេលដែលការឆ្លើយតបទៅនឹងឧស្ម័នអុកស៊ីតកម្មគឺកាន់តែអាក្រក់។បាតុភូតទាំងនេះជាប់ទាក់ទងយ៉ាងជិតស្និទ្ធទៅនឹងការបន្ថយល្បឿនក្នុងតំបន់នៃបណ្តាញដឹកនាំនៃ nanowires SnO2 ក្នុងទិសដៅរ៉ាឌីកាល់នៃ pn heterojunction ដែលបានបង្កើតឡើង។ភាពធន់របស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអាចត្រូវបានលៃតម្រូវដោយសាមញ្ញដោយការផ្លាស់ប្តូរទទឹង EDL លើផ្ទៃនៃ nanowires SnO2 សុទ្ធបន្ទាប់ពីការប៉ះពាល់នឹងឧស្ម័នកាត់បន្ថយ និងអុកស៊ីតកម្ម។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សម្រាប់ nanowires Cr2O3@SnO2 DEL ដំបូងនៃ SnO2 nanowires នៅក្នុងខ្យល់ត្រូវបានកើនឡើងបើប្រៀបធៀបទៅនឹង nanowires SnO2 សុទ្ធ ហើយបណ្តាញ conduction ត្រូវបានបង្ក្រាបដោយសារតែការបង្កើត heterojunction មួយ។ដូច្នេះនៅពេលដែលឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាត្រូវបានប៉ះពាល់នឹងឧស្ម័នកាត់បន្ថយ អេឡិចត្រុងដែលជាប់ត្រូវបានបញ្ចេញទៅក្នុង nanowires SnO2 ហើយ EDL ត្រូវបានកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំង ដែលបណ្តាលឱ្យមានភាពរសើបខ្ពស់ជាង nanowires SnO2 សុទ្ធ។ផ្ទុយទៅវិញ នៅពេលប្តូរទៅឧស្ម័នអុកស៊ីតកម្ម ការពង្រីក DEL ត្រូវបានកំណត់ ដែលបណ្តាលឱ្យមានប្រតិកម្មទាប។លទ្ធផលនៃការឆ្លើយតបតាមអារម្មណ៍ស្រដៀងគ្នានេះត្រូវបានគេសង្កេតឃើញដោយ Choi et al., 133 ដែលក្នុងនោះ SnO2 nanowires តុបតែងជាមួយ p-type WO3 nanoparticles បានបង្ហាញពីការឆ្លើយតបនៃអារម្មណ៍ប្រសើរឡើងយ៉ាងខ្លាំងចំពោះការកាត់បន្ថយឧស្ម័ន ខណៈដែលឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា N-decorated SnO2 បានធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវភាពរសើបចំពោះឧស្ម័នអុកស៊ីតកម្ម។ភាគល្អិតណាណូ TiO2 (Fig ។ 6b) 133. លទ្ធផលនេះគឺដោយសារតែមុខងារការងារផ្សេងគ្នានៃ nanoparticles SnO2 និង MOS (TiO2 ឬ WO3) ។នៅក្នុង p-type (n-type) nanoparticles, conduction channel of the framework material (SnO2) ពង្រីក (ឬកិច្ចសន្យា) ក្នុងទិសដៅរ៉ាឌីកាល់, ហើយបន្ទាប់មក, នៅក្រោមសកម្មភាពនៃការកាត់បន្ថយ (ឬអុកស៊ីតកម្ម) ការពង្រីកបន្ថែមទៀត (ឬខ្លី) នៃបណ្តាញបញ្ជូន SnO2 – rib ) នៃឧស្ម័ន (រូបភាព 6b) ។
យន្តការម៉ូឌុលរ៉ាឌីកាល់ដែលបង្កឡើងដោយ LF MOS ដែលបានកែប្រែ។សេចក្តីសង្ខេបនៃការឆ្លើយតបឧស្ម័នចំពោះឧស្ម័នកាត់បន្ថយ និងអុកស៊ីតកម្ម 10 ppm ដោយផ្អែកលើ SnO2 និង Cr2O3@SnO2 nanowires សុទ្ធ និងដ្យាក្រាមគ្រោងការណ៍នៃយន្តការចាប់សញ្ញាដែលត្រូវគ្នា។និងគ្រោងការណ៍ដែលត្រូវគ្នានៃ WO3@SnO2 nanorods និងយន្តការរាវរក 133
នៅក្នុងឧបករណ៍ bilayer និង multilayer heterostructure ឆានែល conduction របស់ឧបករណ៍ត្រូវបានគ្របដណ្ដប់ដោយស្រទាប់ (ជាធម្មតាស្រទាប់ខាងក្រោម) ក្នុងទំនាក់ទំនងផ្ទាល់ជាមួយ electrodes ហើយ heterojunction ដែលបង្កើតឡើងនៅចំណុចប្រទាក់នៃស្រទាប់ទាំងពីរអាចគ្រប់គ្រងចរន្តនៃស្រទាប់ខាងក្រោម។ .ដូច្នេះនៅពេលដែលឧស្ម័នមានអន្តរកម្មជាមួយស្រទាប់ខាងលើ ពួកវាអាចប៉ះពាល់យ៉ាងខ្លាំងដល់បណ្តាញដំណើរការនៃស្រទាប់ខាងក្រោម និងធន់ទ្រាំ 134 នៃឧបករណ៍។ឧទាហរណ៍គូម៉ា et al ។77 បានរាយការណ៍ពីអាកប្បកិរិយាផ្ទុយគ្នានៃ TiO2@NiO និង NiO@TiO2 ស្រទាប់ទ្វេរសម្រាប់ NH3 ។ភាពខុសគ្នានេះកើតឡើងដោយសារតែបណ្តាញដឹកនាំរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាទាំងពីរគ្របដណ្ដប់នៅក្នុងស្រទាប់នៃវត្ថុធាតុផ្សេងៗគ្នា (NiO និង TiO2 រៀងគ្នា) ហើយបន្ទាប់មកការប្រែប្រួលនៃបណ្តាញចរន្តមូលដ្ឋានគឺខុសគ្នា77។
Bilayer ឬ multilayer heteronanostructures ត្រូវបានផលិតជាទូទៅដោយ sputtering, atomic layer deposition (ALD) និង centrifugation56,70,134,135,136។កម្រាស់នៃខ្សែភាពយន្តនិងតំបន់ទំនាក់ទំនងនៃវត្ថុធាតុទាំងពីរអាចត្រូវបានគ្រប់គ្រងយ៉ាងល្អ។រូបភាព 7a និង b បង្ហាញ NiO@SnO2 និង Ga2O3@WO3 nanofilms ដែលទទួលបានដោយការ sputtering សម្រាប់ការរកឃើញអេតាណុល135,137។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វិធីសាស្រ្តទាំងនេះជាទូទៅផលិតខ្សែភាពយន្តរាបស្មើ ហើយខ្សែភាពយន្តសំប៉ែតទាំងនេះមានភាពរសើបតិចជាងវត្ថុធាតុណាណូរចនាសម្ព័ន្ធ 3D ដោយសារតែផ្ទៃជាក់លាក់ទាបនិងភាពជ្រាបចូលនៃឧស្ម័ន។ដូច្នេះ យុទ្ធសាស្ត្រដំណាក់កាលរាវសម្រាប់ការផលិតខ្សែភាពយន្ត bilayer ដែលមានឋានានុក្រមផ្សេងៗគ្នាក៏ត្រូវបានស្នើឡើងផងដែរ ដើម្បីបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃការយល់ឃើញដោយបង្កើនផ្ទៃជាក់លាក់ 41,52,138 ។Zhu et al139 រួមបញ្ចូលគ្នានូវបច្ចេកទេស sputtering និង hydrothermal ដើម្បីផលិត nanowires ZnO លំដាប់ខ្ពស់លើ nanowires SnO2 (ZnO@SnO2 nanowires) សម្រាប់ការរកឃើញ H2S (រូបភាព 7c) ។ការឆ្លើយតបរបស់វាចំពោះ 1 ppm H2S គឺខ្ពស់ជាង 1.6 ដងនៃឧបករណ៏ដែលមានមូលដ្ឋានលើ nanofilms ZnO@SnO2 ដែលត្រូវបាន sputtered ។Liu et al ។52 បានរាយការណ៍អំពីឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា H2S ដែលមានដំណើរការខ្ពស់ដោយប្រើប្រាស់វិធីសាស្ត្របំប្លែងសារធាតុគីមីពីរជំហានក្នុងទីតាំង ដើម្បីបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធណាណូតាមឋានានុក្រម SnO2@NiO អមដោយការបិទភ្ជាប់កម្ដៅ (រូបភាព 10d)។បើប្រៀបធៀបទៅនឹងខ្សែភាពយន្ត bilayer SnO2@NiO ធម្មតា ការសម្តែងភាពរសើបនៃរចនាសម្ព័ន្ធ bilayer ឋានានុក្រម SnO2@NiO គឺមានភាពប្រសើរឡើងយ៉ាងខ្លាំងដោយសារតែការកើនឡើងនៃផ្ទៃជាក់លាក់ 52,137 ។
ឧបករណ៏ហ្គាសស្រទាប់ទ្វេដងដោយផ្អែកលើម៉ូ។nio @ sno2 nanofilm សម្រាប់ការរកឃើញអេតាណុល;137 ខ GA2O3 @ WO3 NanoFilm សម្រាប់ការរកឃើញអេតាណុល135c បានបញ្ជាយ៉ាងខ្លាំង SnO2@ZnO រចនាសម្ព័ន្ធឋានានុក្រម bilayer សម្រាប់ការរកឃើញ H2S;139d SnO2@NiO រចនាសម្ព័ន្ធឋានានុក្រម bilayer សម្រាប់រកឃើញ H2S52 ។
នៅក្នុងឧបករណ៍ប្រភេទ II ដែលមានមូលដ្ឋានលើ core-shell heteronanostructures (CSHNs) យន្តការចាប់សញ្ញាគឺស្មុគស្មាញជាង ដោយសារបណ្តាញបញ្ជូនមិនត្រូវបានកំណត់ចំពោះសែលខាងក្នុងទេ។ទាំងផ្លូវផលិតកម្ម និងកម្រាស់ (hs) នៃកញ្ចប់អាចកំណត់ទីតាំងនៃបណ្តាញចរន្ត។ឧទាហរណ៍ នៅពេលប្រើវិធីសាស្ត្រសំយោគពីបាតឡើង បណ្តាញដំណើរការជាធម្មតាត្រូវបានកំណត់ចំពោះស្នូលខាងក្នុង ដែលមានលក្ខណៈស្រដៀងនឹងរចនាសម្ព័ន្ធឧបករណ៍ពីរស្រទាប់ ឬច្រើនស្រទាប់ (រូបភាព 2b(3)) 123, 140, 141, 142, 143. Xu et al ។144 បានរាយការណ៍ពីវិធីសាស្រ្តចុះក្រោមក្នុងការទទួលបាន CSHN NiO@α-Fe2O3 និង CuO@α-Fe2O3 ដោយការដាក់ស្រទាប់ NiO ឬ CuO NPs លើ α-Fe2O3 nanorods ដែលបណ្តាញ conduction ត្រូវបានកំណត់ដោយផ្នែកកណ្តាល។(nanorods α-Fe2O3) ។Liu et al ។142 ក៏ទទួលបានជោគជ័យក្នុងការដាក់កម្រិតឆានែលដំណើរការទៅផ្នែកសំខាន់នៃ CSHN TiO2 @ Si ដោយដាក់ TiO2 នៅលើអារេដែលបានរៀបចំនៃ silicon nanowires ។ដូច្នេះ ឥរិយាបទចាប់សញ្ញារបស់វា (p-type ឬ n-type) អាស្រ័យតែលើប្រភេទ semiconductor នៃ silicon nanowire ប៉ុណ្ណោះ។
ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដែលមានមូលដ្ឋានលើ CSHN ដែលបានរាយការណ៍ភាគច្រើន (រូបភាព 2b(4)) ត្រូវបានប្រឌិតដោយការផ្ទេរម្សៅនៃសម្ភារៈ CS សំយោគទៅលើបន្ទះសៀគ្វី។ក្នុងករណីនេះផ្លូវនៃឧបករណ៏ត្រូវបានប៉ះពាល់ដោយកម្រាស់នៃលំនៅដ្ឋាន (hs) ។ក្រុមរបស់លោកគីមបានស៊ើបអង្កេតឥទ្ធិពលនៃ hs លើដំណើរការរាវរកឧស្ម័ន និងបានស្នើយន្តការរាវរកដែលអាចកើតមាន100,112,145,146,147,148។ វាត្រូវបានគេជឿថាកត្តាពីររួមចំណែកដល់យន្តការចាប់សញ្ញានៃរចនាសម្ព័ន្ធនេះ: (1) ម៉ូឌុលរ៉ាឌីកាល់នៃ EDL នៃសែលនិង (2) ឥទ្ធិពល smearing វាលអគ្គិសនី (រូបភាព 8) 145. អ្នកស្រាវជ្រាវបានរៀបរាប់ថាឆានែល conduction នៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនភាគច្រើនត្រូវបានបង្ខាំងទៅស្រទាប់សែលនៅពេលដែល hs > λD នៃស្រទាប់សែល145។ វាត្រូវបានគេជឿថាកត្តាពីររួមចំណែកដល់យន្តការចាប់សញ្ញានៃរចនាសម្ព័ន្ធនេះ: (1) ម៉ូឌុលរ៉ាឌីកាល់នៃ EDL នៃសែលនិង (2) ឥទ្ធិពល smearing វាលអគ្គិសនី (រូបភាព 8) 145. អ្នកស្រាវជ្រាវបានរៀបរាប់ថាឆានែល conduction នៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនភាគច្រើនត្រូវបានបង្ខាំងទៅស្រទាប់សែលនៅពេលដែល hs > λD នៃស្រទាប់សែល145។ Считается, что в механизме восприятия этой структуры участвуют два фактора: (1) радиальная модуляция ДЭС оболочки и (2) эффект размытия электрического поля (рис. 8) 145. Исследователи отметили, что канал проводимости носителей в основном приурочено к оболочке, когда hs > λD оболочки 145. វាត្រូវបានគេជឿថាកត្តាពីរត្រូវបានចូលរួមនៅក្នុងយន្តការនៃការយល់ឃើញនៃរចនាសម្ព័ន្ធនេះ: (1) ម៉ូឌុលរ៉ាឌីកាល់នៃ EDL នៃសែលនិង (2) ឥទ្ធិពលនៃការធ្វើឱ្យព្រិលវាលអគ្គិសនី (រូបភាព 8) 145. អ្នកស្រាវជ្រាវបានកត់សម្គាល់ថា ឆានែលដំណើរការរបស់ក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនត្រូវបានបង្ខាំងជាចម្បងទៅនឹងសែលនៅពេលដែល hs > λD shells145 ។វាត្រូវបានគេជឿថាកត្តាពីររួមចំណែកដល់យន្តការរាវរកនៃរចនាសម្ព័ន្ធនេះ: (1) ម៉ូឌុលរ៉ាឌីកាល់នៃ DEL នៃសែលនិង (2) ឥទ្ធិពលនៃវាលអគ្គិសនី smearing (រូបភាព 8) 145 ។研究人员提到传导通道当壳层的hs > λD145时，载流子的数量主要局限于壳层។ > λD145 时，载流子的数量主要局限于壳层។ Исследователи отметили, что канал проводимости Когда hs > λD145 оболочки, количество носителей в оснилочки в осичочоновном ក្រុមអ្នកស្រាវជ្រាវបានកត់សម្គាល់ថា ឆានែលដំណើរការ នៅពេលដែល hs > λD145 នៃសែល ចំនួនអ្នកដឹកជញ្ជូនត្រូវបានកំណត់ជាចម្បងដោយសែល។ដូច្នេះនៅក្នុងម៉ូឌុលទប់ទល់នៃឧបករណ៏ដែលមានមូលដ្ឋានលើ CSHN ម៉ូឌុលរ៉ាឌីកាល់នៃ cladding DEL ឈ្នះ (រូបភាព 8a) ។ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយនៅ hs ≤ λD នៃសែល ភាគល្អិតអុកស៊ីហ៊្សែន adsorbed ដោយសែល និង heterojunction ដែលបង្កើតឡើងនៅ CS heterojunction ត្រូវបានបាត់បង់ទាំងស្រុងនៃអេឡិចត្រុង។ ដូច្នេះ ឆានែល conduction គឺមិនត្រឹមតែស្ថិតនៅខាងក្នុងស្រទាប់សែលប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏មានផ្នែកខ្លះនៅក្នុងផ្នែកស្នូលផងដែរ ជាពិសេសនៅពេលដែល hs < λD នៃស្រទាប់សែល។ ដូច្នេះ ឆានែល conduction គឺមិនត្រឹមតែស្ថិតនៅខាងក្នុងស្រទាប់សែលប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏មានផ្នែកខ្លះនៅក្នុងផ្នែកស្នូលផងដែរ ជាពិសេសនៅពេលដែល hs < λD នៃស្រទាប់សែល។ Поэтому канал проводимости располагается не только внутри оболочечного слоя, но и частично в сердцевинной части, особенно при hs < λD оболочечного слоя. ដូច្នេះ ឆានែល conduction មិនត្រឹមតែស្ថិតនៅខាងក្នុងស្រទាប់សែលប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏មានផ្នែកខ្លះនៅក្នុងផ្នែកស្នូលផងដែរ ជាពិសេសនៅ hs < λD នៃស្រទាប់សែល។因此，传导通道不仅位于壳层内部，而且部分位于芯部，尤其是当壳层的hs <λD时。 hs <λD 时។ Поэтому канал проводимости располагается не только внутри оболочки, но и частично в сердцевине, но и частично в сердцевине ос. ដូច្នេះ បណ្តាញ conduction មានទីតាំងនៅមិនត្រឹមតែនៅខាងក្នុងសែលប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏មានផ្នែកខ្លះនៅក្នុងស្នូលផងដែរ ជាពិសេសនៅ hs < λD នៃសែល។ក្នុងករណីនេះ ទាំងសែលអេឡិចត្រុងដែលបាត់បង់ទាំងស្រុង និងស្រទាប់ស្នូលដែលខូចដោយផ្នែកជួយកែប្រែភាពធន់នៃ CSHN ទាំងមូល ដែលបណ្តាលឱ្យមានផលប៉ះពាល់កន្ទុយនៃវាលអគ្គីសនី (រូបភាព 8b) ។ការសិក្សាមួយចំនួនផ្សេងទៀតបានប្រើគំនិតប្រភាគបរិមាណ EDL ជំនួសឱ្យកន្ទុយវាលអគ្គិសនីដើម្បីវិភាគ hs effect100,148 ។ដោយគិតពីការរួមចំណែកទាំងពីរនេះ ម៉ូឌុលសរុបនៃភាពធន់ទ្រាំ CSHN ឈានដល់តម្លៃដ៏ធំបំផុតរបស់វា នៅពេលដែល hs អាចប្រៀបធៀបទៅនឹង sheath λD ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបភាព 8c ។ដូច្នេះ hs ល្អបំផុតសម្រាប់ CSHN អាចនៅជិតសែល λD ដែលស្របនឹងការសង្កេតពិសោធន៍ 99,144,145,146,149 ។ការសិក្សាជាច្រើនបានបង្ហាញថា hs ក៏អាចប៉ះពាល់ដល់ភាពប្រែប្រួលនៃឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា pn-heterojunction ដែលមានមូលដ្ឋានលើ CSHN 40,148 ផងដែរ។លី et al ។148 និង Bai et al ។40 បានស៊ើបអង្កេតជាប្រព័ន្ធនូវឥទ្ធិពលរបស់ hs លើដំណើរការនៃឧបករណ៏ pn-heterojunction CSHN ដូចជា TiO2@CuO និង ZnO@NiO ដោយផ្លាស់ប្តូរវដ្ត ALD cladding ។ជាលទ្ធផល ឥរិយាបទនៃអារម្មណ៍បានផ្លាស់ប្តូរពីប្រភេទ p ទៅប្រភេទ n ជាមួយនឹងការកើនឡើង hs40,148 ។ឥរិយាបថនេះគឺដោយសារតែការពិតដែលថាដំបូង (ជាមួយនឹងចំនួនកំណត់នៃវដ្ត ALD) heterostructures អាចត្រូវបានចាត់ទុកថាជា heteronanostructures ដែលបានកែប្រែ។ដូច្នេះ ឆានែលដំណើរការត្រូវបានកំណត់ដោយស្រទាប់ស្នូល (p-type MOSFET) ហើយឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាបង្ហាញអាកប្បកិរិយានៃការរកឃើញប្រភេទ p ។នៅពេលដែលចំនួននៃវដ្ត ALD កើនឡើង ស្រទាប់ cladding (n-type MOSFET) ក្លាយជា quasi-continuous និងដើរតួជា conduction channel ដែលបណ្តាលឱ្យមានប្រតិកម្ម n-type ។ឥរិយាបថផ្លាស់ប្តូរអារម្មណ៍ស្រដៀងគ្នាត្រូវបានរាយការណ៍សម្រាប់ pn branched heteronanostructures 150,151 ។Zhou et al ។150 បានស៊ើបអង្កេតភាពប្រែប្រួលនៃ Zn2SnO4 @ Mn3O4 រចនាសម្ព័ន្ធ heteronanostructures ដោយគ្រប់គ្រងមាតិកា Zn2SnO4 នៅលើផ្ទៃនៃ Mn3O4 nanowires ។នៅពេលដែលស្នូល Zn2SnO4 បង្កើតឡើងនៅលើផ្ទៃ Mn3O4 ភាពប្រែប្រួលប្រភេទ p ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញ។ជាមួយនឹងការកើនឡើងបន្ថែមទៀតនៅក្នុងមាតិកា Zn2SnO4 ឧបករណ៏ដែលមានមូលដ្ឋានលើ Zn2SnO4@Mn3O4 heteronanostructures សាខាប្តូរទៅឥរិយាបថឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាប្រភេទ n ។
ការពិពណ៌នាអំពីគំនិតនៃយន្តការឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាមុខងារពីរនៃ CS nanowires ត្រូវបានបង្ហាញ។ម៉ូឌុលធន់ទ្រាំដោយសារម៉ូឌុលរ៉ាឌីកាល់នៃសែលដែលខូចអេឡិចត្រុង b ឥទ្ធិពលអវិជ្ជមាននៃការលាបលើម៉ូឌុលធន់ទ្រាំ និង c ម៉ូឌុលធន់ទ្រាំសរុបនៃ CS nanowires ដោយសារតែការរួមបញ្ចូលគ្នានៃផលប៉ះពាល់ទាំងពីរ 40
សរុបសេចក្តីមក ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាប្រភេទ II រួមមានរចនាសម្ព័ន្ធណាណូតាមឋានានុក្រមខុសៗគ្នាជាច្រើន ហើយដំណើរការរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាគឺពឹងផ្អែកយ៉ាងខ្លាំងទៅលើការរៀបចំបណ្តាញចរន្ត។ដូច្នេះវាមានសារៈសំខាន់ណាស់ក្នុងការគ្រប់គ្រងទីតាំងនៃបណ្តាញ conduction របស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា និងប្រើប្រាស់គំរូ MOS ដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធ heteronanostructured សមរម្យ ដើម្បីសិក្សាពីយន្តការពង្រីកនៃឧបករណ៏ប្រភេទ II ។
រចនាសម្ព័ន្ធឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាប្រភេទទី III គឺមិនមានលក្ខណៈធម្មតាទេ ហើយឆានែលដំណើរការគឺផ្អែកលើការបញ្ជូនបន្តគ្នាដែលបង្កើតឡើងរវាងឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកពីរដែលភ្ជាប់ទៅអេឡិចត្រូតពីររៀងគ្នា។រចនាសម្ព័ន្ធឧបករណ៍ប្លែកៗជាធម្មតាត្រូវបានទទួលតាមរយៈបច្ចេកទេសមីក្រូម៉ាចីន ហើយយន្តការចាប់សញ្ញារបស់ពួកគេគឺខុសគ្នាខ្លាំងពីរចនាសម្ព័ន្ធឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាពីរមុន។ខ្សែកោង IV នៃឧបករណ៏ប្រភេទ III ជាធម្មតាបង្ហាញលក្ខណៈកែតម្រូវធម្មតា ដោយសារការបង្កើត heterojunction 48,152,153។ខ្សែកោងលក្ខណៈ I-V នៃ heterojunction ដ៏ល្អមួយអាចត្រូវបានពិពណ៌នាដោយយន្តការកំដៅនៃការបំភាយអេឡិចត្រុងនៅលើកម្ពស់នៃរបាំង heterojunction 152,154,155 ។
ដែល Va ជាវ៉ុលលំអៀង A ជាតំបន់ឧបករណ៍ k ជាថេរ Boltzmann T ជាសីតុណ្ហភាពដាច់ខាត q ជាបន្ទុកដឹកជញ្ជូន Jn និង Jp គឺជារន្ធ និងដង់ស៊ីតេចរន្តអេឡិចត្រុង រៀងគ្នា។IS តំណាងឱ្យចរន្តឆ្អែតបញ្ច្រាស ដែលកំណត់ជា៖ 152,154,155
ដូច្នេះចរន្តសរុបនៃ pn heterojunction អាស្រ័យទៅលើការផ្លាស់ប្តូរកំហាប់នៃឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ទុក និងការផ្លាស់ប្តូរកម្ពស់របាំងនៃ heterojunction ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងសមីការ (3) និង (4) 156
ដែល nn0 និង pp0 គឺជាកំហាប់នៃអេឡិចត្រុង (រន្ធ) នៅក្នុង n-type (p-type) MOS, \(V_{bi}^0\) គឺជាសក្តានុពលដែលភ្ជាប់មកជាមួយ Dp (Dn) គឺជាមេគុណនៃការសាយភាយនៃ អេឡិចត្រុង (រន្ធ), Ln (Lp) គឺជាប្រវែងនៃការសាយភាយនៃអេឡិចត្រុង (រន្ធ), ΔEv (ΔEc) គឺជាការផ្លាស់ប្តូរថាមពលនៃក្រុម valence (ក្រុមបញ្ជូន) នៅ heterojunction ។ទោះបីជាដង់ស៊ីតេបច្ចុប្បន្នគឺសមាមាត្រទៅនឹងដង់ស៊ីតេក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនក៏ដោយ វាមានសមាមាត្របញ្ច្រាសនិទស្សន្តទៅ \(V_{bi}^0\) ។ដូច្នេះការផ្លាស់ប្តូរទាំងមូលនៃដង់ស៊ីតេបច្ចុប្បន្នយ៉ាងខ្លាំងអាស្រ័យលើម៉ូឌុលនៃកម្ពស់នៃរបាំង heterojunction នេះ។
ដូចដែលបានរៀបរាប់ខាងលើ ការបង្កើត MOSFETs hetero-nanostructured (ឧទាហរណ៍ ឧបករណ៍ប្រភេទ I និងប្រភេទ II) អាចធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវដំណើរការរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាជាជាងសមាសធាតុនីមួយៗ។ហើយសម្រាប់ឧបករណ៍ប្រភេទ III ការឆ្លើយតបរបស់ heteronanostructure អាចខ្ពស់ជាងពីរសមាសភាគ 48,153 ឬខ្ពស់ជាងមួយ component76 អាស្រ័យលើសមាសធាតុគីមីនៃសម្ភារៈ។របាយការណ៍ជាច្រើនបានបង្ហាញថា ការឆ្លើយតបនៃរចនាសម្ព័ន្ធ heteronanostructures គឺខ្ពស់ជាងសមាសធាតុតែមួយ នៅពេលដែលសមាសធាតុមួយគឺ insensitive ទៅនឹងឧស្ម័នគោលដៅ48,75,76,153។នៅក្នុងករណីនេះ ឧស្ម័នគោលដៅនឹងធ្វើអន្តរកម្មតែជាមួយនឹងស្រទាប់រសើបប៉ុណ្ណោះ ហើយធ្វើឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរ Ef នៃស្រទាប់ប្រកាន់អក្សរតូចធំ និងការផ្លាស់ប្តូរកម្ពស់នៃរបាំង heterojunction ។បន្ទាប់មកចរន្តសរុបនៃឧបករណ៍នឹងផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំងព្រោះវាជាប់ទាក់ទងគ្នាទៅនឹងកម្ពស់នៃរបាំង heterojunction យោងតាមសមីការ។(3) និង (4) 48,76,153 ។ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅពេលដែលសមាសធាតុ n-type និង p-type មានភាពរសើបចំពោះឧស្ម័នគោលដៅ ដំណើរការរាវរកអាចស្ថិតនៅចន្លោះណាមួយ។José et al.76 បានផលិតឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា NiO/SnO2 film NO2 ប្រកបដោយភាពផុយស្រួយដោយការបញ្ចេញទឹករំអិល ហើយបានរកឃើញថា ភាពប្រែប្រួលរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាគឺខ្ពស់ជាងឧបករណ៏ដែលមានមូលដ្ឋានលើ NiO ប៉ុន្តែទាបជាងឧបករណ៏ដែលមានមូលដ្ឋានលើ SnO2 ។ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា។បាតុភូតនេះគឺដោយសារតែការពិតដែលថា SnO2 និង NiO បង្ហាញប្រតិកម្មផ្ទុយទៅនឹង NO276 ។ដូចគ្នានេះផងដែរ ដោយសារតែសមាសធាតុទាំងពីរមានភាពប្រែប្រួលនៃឧស្ម័នខុសៗគ្នា ពួកគេអាចមានទំនោរដូចគ្នាក្នុងការរកឃើញអុកស៊ីតកម្ម និងកាត់បន្ថយឧស្ម័ន។ឧទាហរណ៍ Kwon et al ។157 បានស្នើរឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័ន NiO/SnO2 pn-heterojunction ដោយការបន្ទុះ oblique ដូចបង្ហាញក្នុងរូបទី 9a ។គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ ឧបករណ៏ NiO/SnO2 pn-heterojunction បានបង្ហាញពីនិន្នាការប្រែប្រួលដូចគ្នាសម្រាប់ H2 និង NO2 (រូបភាព 9a) ។ដើម្បីដោះស្រាយលទ្ធផលនេះ Kwon et al ។157 បានធ្វើការស៊ើបអង្កេតជាប្រព័ន្ធអំពីរបៀបដែល NO2 និង H2 ផ្លាស់ប្តូរការប្រមូលផ្តុំក្រុមហ៊ុនបញ្ជូន និងលៃតម្រូវ \(V_{bi}^0\) នៃសម្ភារៈទាំងពីរដោយប្រើលក្ខណៈ IV និងការក្លែងធ្វើកុំព្យូទ័រ (រូបភាព 9bd) ។រូបភាព 9b និង c បង្ហាញពីសមត្ថភាពរបស់ H2 និង NO2 ដើម្បីផ្លាស់ប្តូរដង់ស៊ីតេក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដោយផ្អែកលើ p-NiO (pp0) និង n-SnO2 (nn0) រៀងគ្នា។ពួកគេបានបង្ហាញថា pp0 នៃប្រភេទ p-NiO បានផ្លាស់ប្តូរបន្តិចបន្តួចនៅក្នុងបរិស្ថាន NO2 ខណៈពេលដែលវាផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងបរិស្ថាន H2 (រូបភាព 9b) ។ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ សម្រាប់ប្រភេទ n-SnO2 នោះ nn0 មានឥរិយាបទផ្ទុយគ្នា (រូបភាព 9c)។ដោយផ្អែកលើលទ្ធផលទាំងនេះ អ្នកនិពន្ធបានសន្និដ្ឋានថានៅពេលដែល H2 ត្រូវបានអនុវត្តទៅឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដោយផ្អែកលើ NiO/SnO2 pn heterojunction ការកើនឡើងនៃ nn0 នាំឱ្យមានការកើនឡើងនៅក្នុង Jn ហើយ \(V_{bi}^0\) បាននាំឱ្យមាន ការថយចុះនៃការឆ្លើយតប (រូបភព 9D) ។បន្ទាប់ពីការប៉ះពាល់នឹង NO2 ទាំងការថយចុះដ៏ធំនៅក្នុង nn0 នៅក្នុង SnO2 និងការកើនឡើងតិចតួចនៃ pp0 នៅក្នុង NiO នាំទៅរកការថយចុះដ៏ធំនៅក្នុង \(V_{bi}^0\) ដែលធានានូវការកើនឡើងនៃការឆ្លើយតបខាងអារម្មណ៍ (រូបភាព 9d ។ ) 157 សរុបសេចក្តី ការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងកំហាប់នៃក្រុមហ៊ុនបញ្ជូន និង \(V_{bi}^0\) នាំទៅរកការផ្លាស់ប្តូរចរន្តសរុប ដែលជះឥទ្ធិពលបន្ថែមទៀតដល់សមត្ថភាពរាវរក។
យន្តការចាប់សញ្ញានៃឧបករណ៏ឧស្ម័នគឺផ្អែកលើរចនាសម្ព័ន្ធនៃឧបករណ៍ប្រភេទ III ។ការស្កែនមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុង (SEM) រូបភាពឆ្លងផ្នែក ឧបករណ៍ណាណូកូល p-NiO/n-SnO2 និងលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា p-NiO/n-SnO2 nanocoil heterojunction sensor នៅ 200°C សម្រាប់ H2 និង NO2;b , SEM ផ្នែកឆ្លងកាត់នៃឧបករណ៍ c និងលទ្ធផលក្លែងធ្វើនៃឧបករណ៍ដែលមានស្រទាប់ p-NiO b និង n-SnO2 c-layer ។ឧបករណ៏ b p-NiO និងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា c n-SnO2 វាស់ និងផ្គូផ្គងលក្ខណៈ I-V នៅក្នុងខ្យល់ស្ងួត និងបន្ទាប់ពីការប៉ះពាល់នឹង H2 និង NO2 ។ផែនទីពីរវិមាត្រនៃដង់ស៊ីតេ b-hole នៅក្នុង p-NiO និងផែនទីនៃ c-electrons នៅក្នុងស្រទាប់ n-SnO2 ដែលមានមាត្រដ្ឋានពណ៌ ត្រូវបានគេយកគំរូតាមកម្មវិធី Sentaurus TCAD ។d លទ្ធផលក្លែងធ្វើបង្ហាញផែនទី 3D នៃ p-NiO/n-SnO2 នៅក្នុងខ្យល់ស្ងួត H2 និង NO2157 នៅក្នុងបរិស្ថាន។
បន្ថែមពីលើលក្ខណៈសម្បត្តិគីមីនៃសម្ភារៈខ្លួនវារចនាសម្ព័ន្ធនៃឧបករណ៍ប្រភេទ III បង្ហាញពីលទ្ធភាពនៃការបង្កើតឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័នដោយខ្លួនឯងដែលមិនអាចធ្វើទៅបានជាមួយឧបករណ៍ប្រភេទ I និង Type II ។ដោយសារតែវាលអគ្គីសនីដែលមានស្រាប់ (BEF) រចនាសម្ព័ន្ធ diode pn heterojunction ត្រូវបានគេប្រើជាទូទៅដើម្បីបង្កើតឧបករណ៍ photovoltaic និងបង្ហាញសក្តានុពលសម្រាប់បង្កើតឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័ន photoelectric ដោយខ្លួនឯងនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ក្រោមការបំភ្លឺ74,158,159,160,161។BEF នៅ heterointerface ដែលបណ្តាលមកពីភាពខុសគ្នានៃកម្រិត Fermi នៃវត្ថុធាតុដើមក៏រួមចំណែកដល់ការបំបែកគូអេឡិចត្រុង។អត្ថប្រយោជន៍នៃឧបករណ៏ឧស្ម័ន photovoltaic ដើរដោយថាមពលដោយខ្លួនឯងគឺការប្រើប្រាស់ថាមពលទាបរបស់វាព្រោះវាអាចស្រូបយកថាមពលនៃពន្លឺបំភ្លឺហើយបន្ទាប់មកគ្រប់គ្រងដោយខ្លួនឯងឬឧបករណ៍ខ្នាតតូចផ្សេងទៀតដោយមិនចាំបាច់មានប្រភពថាមពលខាងក្រៅ។ឧទាហរណ៍ Tanuma និង Sugiyama162 បានប្រឌិត NiO/ZnO pn heterojunctions ជាកោសិកាពន្លឺព្រះអាទិត្យ ដើម្បីធ្វើឱ្យឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា CO2 ដែលមានមូលដ្ឋានលើ SnO2 សកម្ម។ហ្គាដ et al ។74 បានរាយការណ៍អំពីឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័ន photovoltaic ដើរដោយថាមពលដោយខ្លួនឯងដោយផ្អែកលើ Si/ZnO@CdS pn heterojunction ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបទី 10a ។ZnO nanowires តម្រង់ទិសបញ្ឈរត្រូវបានដាំដុះដោយផ្ទាល់នៅលើស្រទាប់ខាងក្រោម silicon p-type ដើម្បីបង្កើតជា Si/ZnO pn heterojunctions ។បន្ទាប់មក CdS nanoparticles ត្រូវបានកែប្រែលើផ្ទៃនៃ ZnO nanowires ដោយការកែប្រែផ្ទៃគីមី។នៅលើរូបភព។10a បង្ហាញលទ្ធផលការឆ្លើយតបរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា Si/ZnO@CdS ក្រៅបណ្តាញសម្រាប់ O2 និងអេតាណុល។នៅក្រោមការបំភ្លឺ វ៉ុលសៀគ្វីបើកចំហ (Voc) ដោយសារតែការបំបែកគូអេឡិចត្រុងក្នុងអំឡុងពេល BEP នៅឯចំណុចប្រទាក់ Si/ZnO heterointerface កើនឡើងតាមលីនេអ៊ែរជាមួយនឹងចំនួននៃ diodes ដែលបានតភ្ជាប់ 74,161 ។VOC អាចត្រូវបានតំណាងដោយសមីការមួយ។(៥) ១៥៦,
ដែល ND, NA, និង Ni គឺជាកំហាប់នៃម្ចាស់ជំនួយ អ្នកទទួល និងអ្នកដឹកជញ្ជូនខាងក្នុងរៀងៗខ្លួន និង k, T និង q គឺជាប៉ារ៉ាម៉ែត្រដូចគ្នាដូចនៅក្នុងសមីការមុន។នៅពេលប៉ះពាល់នឹងឧស្ម័នអុកស៊ីតកម្ម ពួកវាទាញយកអេឡិចត្រុងចេញពី ZnO nanowires ដែលនាំឱ្យថយចុះនូវ \(N_D^{ZnO}\) និង Voc ។ផ្ទុយទៅវិញការកាត់បន្ថយឧស្ម័នបណ្តាលឱ្យមានការកើនឡើងនៃ Voc (រូបភាព 10a) ។នៅពេលតុបតែង ZnO ជាមួយ CdS nanoparticles អេឡិចត្រុង photoexcited នៅក្នុង CdS nanoparticles ត្រូវបានចាក់ចូលទៅក្នុងក្រុម conduction នៃ ZnO និងធ្វើអន្តរកម្មជាមួយឧស្ម័ន adsorbed ដោយហេតុនេះបង្កើនប្រសិទ្ធភាពការយល់ឃើញ 74,160 ។ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័ន photovoltaic ដំណើរការដោយខ្លួនឯងស្រដៀងគ្នាដោយផ្អែកលើ Si/ZnO ត្រូវបានរាយការណ៍ដោយ Hoffmann et al ។160, 161 (រូបភាព 10 ខ) ។ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញានេះអាចត្រូវបានរៀបចំដោយប្រើបន្ទាត់នៃ amine-functionalized ZnO nanoparticles ([3-(2-aminoethylamino)propyl]trimethoxysilane) (amino-functionalized-SAM) និង thiol ((3-mercaptopropyl)-functionalized ដើម្បីកែតម្រូវមុខងារការងារ នៃឧស្ម័នគោលដៅសម្រាប់ការរកឃើញជ្រើសរើស NO2 (trimethoxysilane) (thiol-functionalized-SAM)) (រូបភាព 10b) 74,161 ។
ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័ន photoelectric ដំណើរការដោយខ្លួនឯងដោយផ្អែកលើរចនាសម្ព័ន្ធនៃឧបករណ៍ប្រភេទ III ។ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័ន photovoltaic ដំណើរការដោយខ្លួនឯងដោយផ្អែកលើ Si/ZnO@CdS យន្តការចាប់សញ្ញាថាមពលដោយខ្លួនឯង និងការឆ្លើយតបរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាទៅនឹងអុកស៊ីតកម្ម (O2) និងកាត់បន្ថយ (1000 ppm អេតាណុល) ឧស្ម័ននៅក្រោមពន្លឺព្រះអាទិត្យ។74b ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័ន photovoltaic ដើរដោយថាមពលដោយខ្លួនឯងដោយផ្អែកលើឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា Si ZnO/ZnO និងការឆ្លើយតបរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាចំពោះឧស្ម័នផ្សេងៗបន្ទាប់ពីការដំណើរការនៃ ZnO SAM ជាមួយនឹងស្ថានីយ amines និង thiols 161
ដូច្នេះនៅពេលពិភាក្សាអំពីយន្តការរសើបនៃឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាប្រភេទ III វាជាការសំខាន់ដើម្បីកំណត់ការផ្លាស់ប្តូរកម្ពស់នៃរបាំង heterojunction និងសមត្ថភាពនៃឧស្ម័នដើម្បីជះឥទ្ធិពលលើកំហាប់ក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូន។លើសពីនេះ ការបំភ្លឺអាចបង្កើតក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនរូបភាពដែលមានប្រតិកម្មជាមួយឧស្ម័ន ដែលសន្យាសម្រាប់ការរកឃើញឧស្ម័នដោយថាមពលដោយខ្លួនឯង។
ដូចដែលបានពិភាក្សានៅក្នុងការពិនិត្យឡើងវិញអក្សរសិល្ប៍នេះ រចនាសម្ព័ន្ធ MOS heteronanostructures ខុសៗគ្នាជាច្រើនត្រូវបានប្រឌិតឡើង ដើម្បីកែលម្អដំណើរការឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា។បណ្តាញមូលដ្ឋានទិន្នន័យវិទ្យាសាស្ត្រត្រូវបានស្វែងរកពាក្យគន្លឹះផ្សេងៗ (សមាសធាតុអុកស៊ីដលោហៈ អុកស៊ីដលោហៈស្នូល អុកស៊ីដលោហៈស្រទាប់ និងឧបករណ៍វិភាគឧស្ម័នដែលប្រើថាមពលដោយខ្លួនឯង) ក៏ដូចជាលក្ខណៈប្លែកៗ (ភាពសម្បូរបែប ភាពប្រែប្រួល/ការជ្រើសរើស សក្តានុពលនៃការបង្កើតថាមពល ការផលិត) .វិធីសាស្រ្ត លក្ខណៈនៃឧបករណ៍ទាំងបីក្នុងចំណោមឧបករណ៍ទាំងបីនេះត្រូវបានបង្ហាញក្នុងតារាងទី 2 ។ គំនិតនៃការរចនារួមសម្រាប់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័នដែលមានដំណើរការខ្ពស់ត្រូវបានពិភាក្សាដោយការវិភាគកត្តាសំខាន់ៗចំនួនបីដែលស្នើឡើងដោយ Yamazoe ។យន្តការសម្រាប់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា MOS Heterostructure ដើម្បីយល់ពីកត្តាដែលមានឥទ្ធិពលលើឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័ន ប៉ារ៉ាម៉ែត្រ MOS ផ្សេងៗ (ឧទាហរណ៍ ទំហំគ្រាប់ធញ្ញជាតិ សីតុណ្ហភាពប្រតិបត្តិការ ពិការភាព និងដង់ស៊ីតេទំនេរអុកស៊ីសែន យន្តហោះគ្រីស្តាល់បើកចំហ) ត្រូវបានសិក្សាយ៉ាងយកចិត្តទុកដាក់។រចនាសម្ព័នឧបករណ៍ ដែលមានសារៈសំខាន់ផងដែរចំពោះឥរិយាបទចាប់សញ្ញារបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ត្រូវបានគេមិនយកចិត្តទុកដាក់ និងកម្រពិភាក្សា។ការពិនិត្យឡើងវិញនេះពិភាក្សាអំពីយន្តការមូលដ្ឋានសម្រាប់ការរកឃើញប្រភេទធម្មតានៃរចនាសម្ព័ន្ធឧបករណ៍ចំនួនបី។
រចនាសម្ព័នទំហំគ្រាប់ធញ្ញជាតិ វិធីសាស្រ្តផលិត និងចំនួននៃដំណើរការខុសប្រក្រតីនៃសម្ភារៈចាប់សញ្ញានៅក្នុងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាប្រភេទ I អាចជះឥទ្ធិពលយ៉ាងខ្លាំងដល់ភាពប្រែប្រួលនៃឧបករណ៏។លើសពីនេះទៀតឥរិយាបថរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាក៏ត្រូវបានប៉ះពាល់ផងដែរដោយសមាមាត្រ molar នៃសមាសធាតុ។រចនាសម្ព័ន្ធឧបករណ៍ប្រភេទទី II (រចនាសម្ព័ន្ធ heteronanostructures តុបតែង, bilayer ឬ multilayer films, HSSNs) គឺជារចនាសម្ព័ន្ធឧបករណ៍ពេញនិយមបំផុតដែលមានសមាសភាគពីរឬច្រើនហើយមានតែធាតុផ្សំមួយប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងអេឡិចត្រូត។សម្រាប់រចនាសម្ព័ន្ធឧបករណ៍នេះ ការកំណត់ទីតាំងនៃបណ្តាញដឹកនាំ និងការផ្លាស់ប្តូរដែលទាក់ទងគ្នាគឺមានសារៈសំខាន់ក្នុងការសិក្សាអំពីយន្តការនៃការយល់ឃើញ។ដោយសារឧបករណ៍ប្រភេទ II រួមបញ្ចូលរចនាសម្ព័ន្ធ heteronanostructures ឋានានុក្រមផ្សេងៗគ្នា យន្ដការចាប់សញ្ញាផ្សេងៗគ្នាជាច្រើនត្រូវបានស្នើឡើង។នៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធញ្ញាណប្រភេទទី III ឆានែលដំណើរការត្រូវបានគ្របដណ្ដប់ដោយ heterojunction ដែលបង្កើតឡើងនៅ heterojunction ហើយយន្តការនៃការយល់ឃើញគឺខុសគ្នាទាំងស្រុង។ដូច្នេះវាជាការសំខាន់ដើម្បីកំណត់ការផ្លាស់ប្តូរកម្ពស់នៃរបាំង heterojunction បន្ទាប់ពីការប៉ះពាល់នៃឧស្ម័នគោលដៅទៅឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាប្រភេទ III ។ជាមួយនឹងការរចនានេះ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័ន photovoltaic ដើរដោយថាមពលដោយខ្លួនឯងអាចត្រូវបានធ្វើឡើងដើម្បីកាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ថាមពល។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារដំណើរការផលិតបច្ចុប្បន្នមានភាពស្មុគស្មាញជាង ហើយភាពប្រែប្រួលគឺទាបជាងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័នដែលធន់នឹងគីមីដែលមានមូលដ្ឋានលើ MOS នោះ វានៅតែមានការវិវឌ្ឍច្រើនក្នុងការស្រាវជ្រាវឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័នដែលដំណើរការដោយខ្លួនឯង។
គុណសម្បត្តិចម្បងរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា MOS ឧស្ម័នដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធ heteronanostructures ឋានានុក្រមគឺល្បឿននិងភាពប្រែប្រួលខ្ពស់។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ បញ្ហាសំខាន់ៗមួយចំនួនរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័ន MOS (ឧ. សីតុណ្ហភាពប្រតិបត្តិការខ្ពស់ ស្ថេរភាពរយៈពេលវែង ការជ្រើសរើសមិនល្អ និងការបន្តពូជ ឥទ្ធិពលសំណើម។ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័ន MOS ទំនើបជាធម្មតាដំណើរការនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ និងប្រើប្រាស់ថាមពលច្រើន ដែលប៉ះពាល់ដល់ស្ថេរភាពរយៈពេលវែងរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា។មានវិធីសាស្រ្តទូទៅពីរក្នុងការដោះស្រាយបញ្ហានេះ: (1) ការអភិវឌ្ឍន៍បន្ទះឈីបឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាថាមពលទាប;(2) ការអភិវឌ្ឍសម្ភារៈរសើបថ្មីដែលអាចដំណើរការនៅសីតុណ្ហភាពទាបឬសូម្បីតែនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់។វិធីសាស្រ្តមួយក្នុងការអភិវឌ្ឍន៍បន្ទះឈីបឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាថាមពលទាបគឺកាត់បន្ថយទំហំនៃឧបករណ៏ដោយការផលិតបន្ទះមីក្រូកំដៅដោយផ្អែកលើសេរ៉ាមិច និងស៊ីលីកុន163។ចានកំដៅខ្នាតតូចដែលមានមូលដ្ឋានលើសេរ៉ាមិចប្រើប្រាស់ប្រហែល 50-70 mV ក្នុងមួយឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ខណៈដែលចានកំដៅខ្នាតតូចដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុនដែលបានធ្វើឱ្យប្រសើរអាចប្រើប្រាស់បានតិចតួចបំផុត 2 mW ក្នុងមួយឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា នៅពេលដំណើរការបន្តនៅ 300 °C163,164 ។ការអភិវឌ្ឍន៍សម្ភារៈចាប់សញ្ញាថ្មីគឺជាមធ្យោបាយដ៏មានប្រសិទ្ធភាពមួយដើម្បីកាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ថាមពលដោយការបន្ថយសីតុណ្ហភាពប្រតិបត្តិការ ហើយក៏អាចធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវស្ថេរភាពរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាផងដែរ។នៅពេលដែលទំហំរបស់ MOS បន្តត្រូវបានកាត់បន្ថយ ដើម្បីបង្កើនភាពប្រែប្រួលនៃឧបករណ៏ ស្ថេរភាពកម្ដៅរបស់ MOS កាន់តែមានបញ្ហាដែលអាចនាំឱ្យរសាត់នៅក្នុង sensor signal165។លើសពីនេះ សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ជំរុញការសាយភាយនៃវត្ថុធាតុនៅចំណុចប្រទាក់ heterointerface និងការបង្កើតដំណាក់កាលចម្រុះដែលប៉ះពាល់ដល់លក្ខណៈសម្បត្តិអេឡិចត្រូនិចរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា។អ្នកស្រាវជ្រាវបានរាយការណ៍ថាសីតុណ្ហភាពប្រតិបត្តិការល្អបំផុតរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអាចត្រូវបានកាត់បន្ថយដោយជ្រើសរើសសម្ភារៈសម្រាប់ចាប់សញ្ញាសមស្រប និងបង្កើត MOS heteronanostructures ។ការស្វែងរកវិធីសាស្រ្តសីតុណ្ហភាពទាបសម្រាប់ការប្រឌិត MOS heteronanostructures គ្រីស្តាល់ខ្ពស់គឺជាវិធីសាស្រ្តដ៏ជោគជ័យមួយផ្សេងទៀតដើម្បីកែលម្អស្ថេរភាព។
ការជ្រើសរើសឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា MOS គឺជាបញ្ហាជាក់ស្តែងមួយទៀត ដោយសារឧស្ម័នផ្សេងៗគ្នាមាននៅជាមួយឧស្ម័នគោលដៅ ខណៈពេលដែលឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា MOS មានភាពរសើបចំពោះឧស្ម័នច្រើនជាងមួយ ហើយជារឿយៗបង្ហាញភាពប្រែប្រួលឆ្លងកាត់។ដូច្នេះ ការបង្កើនការជ្រើសរើសឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាទៅនឹងឧស្ម័នគោលដៅ ក៏ដូចជាឧស្ម័នផ្សេងទៀតគឺមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការអនុវត្តជាក់ស្តែង។ក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានទសវត្សរ៍កន្លងមកនេះ ជម្រើសត្រូវបានដោះស្រាយមួយផ្នែកដោយការកសាងអារេនៃឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័នដែលហៅថា "ច្រមុះអេឡិចត្រូនិច (E-nose)" រួមផ្សំជាមួយក្បួនដោះស្រាយការវិភាគតាមការគណនាដូចជា បរិមាណវ៉ិចទ័របណ្តុះបណ្តាល (LVQ) ការវិភាគសមាសភាគសំខាន់ (PCA)។ ល.បញ្ហាផ្លូវភេទ។Partial Least Squares (PLS) ។ល។ 31, 32, 33, 34. កត្តាចំបងពីរ (ចំនួនឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ដែលទាក់ទងយ៉ាងជិតស្និទ្ធទៅនឹងប្រភេទនៃឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា និងការវិភាគតាមការគណនា) គឺមានសារៈសំខាន់ក្នុងការធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវសមត្ថភាពនៃច្រមុះអេឡិចត្រូនិច។ កំណត់អត្តសញ្ញាណឧស្ម័ន ១៦៩.ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការបង្កើនចំនួនឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាជាធម្មតាតម្រូវឱ្យមានដំណើរការផលិតដ៏ស្មុគស្មាញជាច្រើន ដូច្នេះវាមានសារៈសំខាន់ណាស់ក្នុងការស្វែងរកវិធីសាស្រ្តសាមញ្ញមួយដើម្បីកែលម្អដំណើរការនៃច្រមុះអេឡិចត្រូនិច។លើសពីនេះទៀតការកែប្រែ MOS ជាមួយនឹងសម្ភារៈផ្សេងទៀតក៏អាចបង្កើនការជ្រើសរើសរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាផងដែរ។ឧទាហរណ៍ ការរកឃើញជ្រើសរើស H2 អាចសម្រេចបានដោយសារសកម្មភាពកាតាលីករដ៏ល្អនៃ MOS ដែលបានកែប្រែជាមួយ NP Pd ។ក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ អ្នកស្រាវជ្រាវមួយចំនួនបានស្រោបផ្ទៃ MOS MOF ដើម្បីបង្កើនការជ្រើសរើសឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាតាមរយៈការដកចេញទំហំ 171,172 ។ការបំផុសគំនិតដោយការងារនេះ មុខងារសម្ភារៈអាចដោះស្រាយបញ្ហានៃការជ្រើសរើស។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយនៅតែមានការងារជាច្រើនដែលត្រូវធ្វើក្នុងការជ្រើសរើសសម្ភារៈត្រឹមត្រូវ។
ភាពអាចឡើងវិញបាននៃលក្ខណៈរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដែលផលិតក្រោមលក្ខខណ្ឌដូចគ្នា និងវិធីសាស្រ្តគឺជាតម្រូវការសំខាន់មួយទៀតសម្រាប់ផលិតកម្មខ្នាតធំ និងការអនុវត្តជាក់ស្តែង។ជាធម្មតា វិធីសាស្រ្ត centrifugation និង dipping method គឺជាវិធីសាស្រ្តដែលមានតម្លៃទាបសម្រាប់ការផលិតឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័នឆ្លងកាត់ខ្ពស់។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការទាំងនេះ សម្ភារៈរសើបមានទំនោរប្រមូលផ្តុំ ហើយទំនាក់ទំនងរវាងវត្ថុធាតុរសើប និងស្រទាប់ខាងក្រោមក្លាយទៅជាខ្សោយ 68, 138, 168។ ជាលទ្ធផល ភាពប្រែប្រួល និងស្ថេរភាពនៃឧបករណ៏កាន់តែយ៉ាប់យ៉ឺនខ្លាំង ហើយដំណើរការអាចផលិតឡើងវិញបាន។វិធីសាស្ត្រប្រឌិតផ្សេងទៀត ដូចជាការបាញ់ផ្លុំ, ALD, ការទម្លាក់ឡាស៊ែរជីពចរ (PLD) និងការបញ្ចេញចំហាយរាងកាយ (PVD) អនុញ្ញាតឱ្យផលិតខ្សែភាពយន្ត MOS ទ្វេ ឬស្រទាប់ច្រើនដោយផ្ទាល់លើស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុន ឬអាលុយមីញ៉ូមដែលមានលំនាំ។បច្ចេកទេសទាំងនេះជៀសវាងការបង្កើតវត្ថុធាតុរសើប ធានាបាននូវលទ្ធភាពផលិតឡើងវិញរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា និងបង្ហាញពីលទ្ធភាពនៃការផលិតឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាខ្សែភាពយន្តស្តើងដែលមានប្លង់ធំ។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ភាពរសើបនៃខ្សែភាពយន្តផ្ទះល្វែងទាំងនេះ ជាទូទៅគឺទាបជាងវត្ថុធាតុណាណូរចនាសម្ព័ន្ធ 3D ដោយសារតែផ្ទៃជាក់លាក់តូចរបស់ពួកគេ និងការជ្រាបចូលនៃឧស្ម័នទាប 41,174 ។យុទ្ធសាស្រ្តថ្មីសម្រាប់ការរីកលូតលាស់ MOS heteronanostructures នៅទីតាំងជាក់លាក់លើ microarrays ដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធ និងការគ្រប់គ្រងយ៉ាងជាក់លាក់នូវទំហំ កម្រាស់ និង morphology នៃវត្ថុធាតុរសើបគឺមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការផលិតឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាកម្រិត wafer តម្លៃទាប ជាមួយនឹងការផលិតឡើងវិញ និងភាពប្រែប្រួលខ្ពស់។ឧទាហរណ៍ Liu et al ។174 បានស្នើយុទ្ធសាស្ត្ររួមបញ្ចូលគ្នាពីលើចុះក្រោម និងពីក្រោមឡើងលើសម្រាប់ការប្រឌិតគ្រីស្តាល់ដែលឆ្លងកាត់កម្រិតខ្ពស់ដោយការរីកលូតលាស់នៅក្នុង nanowalls situ Ni(OH)2 នៅទីតាំងជាក់លាក់។.Wafers សម្រាប់មីក្រូដុត។
លើសពីនេះទៀតវាក៏មានសារៈសំខាន់ផងដែរក្នុងការពិចារណាពីឥទ្ធិពលនៃសំណើមនៅលើឧបករណ៏ក្នុងការអនុវត្តជាក់ស្តែង។ម៉ូលេគុលទឹកអាចប្រកួតប្រជែងជាមួយម៉ូលេគុលអុកស៊ីហ៊្សែនសម្រាប់កន្លែងស្រូបយកសារធាតុចាប់សញ្ញា និងប៉ះពាល់ដល់ការទទួលខុសត្រូវរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាសម្រាប់ឧស្ម័នគោលដៅ។ដូចជាអុកស៊ីសែន ទឹកដើរតួជាម៉ូលេគុលតាមរយៈការ sorption រាងកាយ ហើយក៏អាចមាននៅក្នុងទម្រង់នៃរ៉ាឌីកាល់ hydroxyl ឬក្រុម hydroxyl នៅស្ថានីយ៍អុកស៊ីតកម្មជាច្រើនតាមរយៈការស្រូបយកគីមី។លើសពីនេះទៀត ដោយសារតែកម្រិតខ្ពស់ និងសំណើមប្រែប្រួលនៃបរិស្ថាន ការឆ្លើយតបដែលអាចទុកចិត្តបានរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាទៅនឹងឧស្ម័នគោលដៅគឺជាបញ្ហាដ៏ធំមួយ។យុទ្ធសាស្រ្តជាច្រើនត្រូវបានបង្កើតឡើងដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហានេះ ដូចជាការផ្តោតសំខាន់លើឧស្ម័ន 177 សំណងសំណើម និងវិធីសាស្រ្តបន្ទះឈើឆ្លងប្រតិកម្ម 178 ក៏ដូចជាវិធីសាស្រ្តស្ងួត 179,180 ។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយវិធីសាស្រ្តទាំងនេះមានតម្លៃថ្លៃស្មុគស្មាញនិងកាត់បន្ថយភាពប្រែប្រួលនៃឧបករណ៏។យុទ្ធសាស្រ្តមិនថ្លៃជាច្រើនត្រូវបានស្នើឡើងដើម្បីទប់ស្កាត់ឥទ្ធិពលនៃសំណើម។ឧទាហរណ៍ ការតុបតែង SnO2 ជាមួយ Pd nanoparticles អាចជំរុញការបំប្លែងអុកស៊ីហ្សែន adsorbed ទៅជាភាគល្អិត anionic ខណៈពេលដែលដំណើរការមុខងារ SnO2 ជាមួយនឹងវត្ថុធាតុដែលមានទំនាក់ទំនងខ្ពស់សម្រាប់ម៉ូលេគុលទឹកដូចជា NiO និង CuO គឺជាវិធីពីរយ៉ាងដើម្បីការពារការពឹងផ្អែកលើសំណើមលើម៉ូលេគុលទឹក។.ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា 181, 182, 183. លើសពីនេះ ឥទ្ធិពលនៃសំណើមក៏អាចត្រូវបានកាត់បន្ថយផងដែរ ដោយប្រើសម្ភារៈ hydrophobic ដើម្បីបង្កើតផ្ទៃ hydrophobic36,138,184,185។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការអភិវឌ្ឍន៍ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័នដែលធន់នឹងសំណើមនៅតែស្ថិតក្នុងដំណាក់កាលដំបូងនៅឡើយ ហើយយុទ្ធសាស្ត្រទំនើបបន្ថែមទៀតគឺត្រូវបានទាមទារដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាទាំងនេះ។
សរុបសេចក្តី ការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនៃដំណើរការរាវរក (ឧទាហរណ៍ ភាពប្រែប្រួល ការជ្រើសរើស សីតុណ្ហភាពប្រតិបត្តិការទាបបំផុត) ត្រូវបានសម្រេចដោយការបង្កើត MOS heteronanostructures ហើយយន្តការរាវរកដែលប្រសើរឡើងជាច្រើនត្រូវបានស្នើឡើង។នៅពេលសិក្សាយន្តការចាប់សញ្ញានៃឧបករណ៏ជាក់លាក់មួយ រចនាសម្ព័ន្ធធរណីមាត្ររបស់ឧបករណ៍ក៏ត្រូវយកមកពិចារណាផងដែរ។ការស្រាវជ្រាវលើសម្ភារៈឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាថ្មី និងការស្រាវជ្រាវលើយុទ្ធសាស្ត្រប្រឌិតកម្រិតខ្ពស់នឹងត្រូវបានទាមទារ ដើម្បីកែលម្អការអនុវត្តឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័ន និងដោះស្រាយបញ្ហាប្រឈមដែលនៅសេសសល់នាពេលអនាគត។ចំពោះការលៃតម្រូវលក្ខណៈរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ចាំបាច់ត្រូវបង្កើតទំនាក់ទំនងជាប្រព័ន្ធរវាងវិធីសាស្ត្រសំយោគនៃសម្ភារៈឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា និងមុខងារនៃរចនាសម្ព័ន្ធ heteronanostructures ។លើសពីនេះទៀត ការសិក្សាអំពីប្រតិកម្មលើផ្ទៃ និងការផ្លាស់ប្តូរនៃចំណុចប្រទាក់ heterointerface ដោយប្រើវិធីសាស្រ្តកំណត់លក្ខណៈទំនើបអាចជួយបំភ្លឺយន្តការនៃការយល់ឃើញរបស់ពួកគេ និងផ្តល់នូវអនុសាសន៍សម្រាប់ការអភិវឌ្ឍឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដោយផ្អែកលើសម្ភារៈ heteronanostructured ។ជាចុងក្រោយ ការសិក្សាអំពីយុទ្ធសាស្ត្រផលិតឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាទំនើបអាចអនុញ្ញាតឱ្យផលិតឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឧស្ម័នខ្នាតតូចនៅកម្រិត wafer សម្រាប់កម្មវិធីឧស្សាហកម្មរបស់ពួកគេ។
Genzel, NN et al ។ការសិក្សាបណ្តោយនៃកម្រិតអាសូតឌីអុកស៊ីតក្នុងផ្ទះ និងរោគសញ្ញាផ្លូវដង្ហើមចំពោះកុមារដែលមានជំងឺហឺតនៅក្នុងតំបន់ទីក្រុង។សង្កាត់។ទស្សនៈសុខភាព។១១៦, ១៤២៨–១៤៣២ (២០០៨)។
ពេលវេលាផ្សាយ៖ ០៤-វិច្ឆិកា-២០២២
