具有Al–ZnO敏感层的表面声波传感器，用于检测甲醛、氨气和二氧化硫气体

《ACS Applied Electronic Materials》：Surface Acoustic Wave Sensor with Al–ZnO Sensitive Layer for Formaldehyde, Ammonia, and Sulfur Dioxide Gases Detection

本研究采用表面声波（SAW）传感技术，通过Al掺杂氧化锌（Al-ZnO）纳米片涂层，实现了对甲醛、氨气和二氧化硫的高灵敏度检测，其中对SO?的敏感性达3927 Hz/ppm，较未掺杂层提升近一倍。结合密度泛函理论分析，揭示了Al-ZnO层对SO?的强吸附机制，为工业安全与环境监测提供了理论支持与技术保障。

　　

有害气体对生态环境和人类健康构成了严重威胁。因此，快速准确地检测这些有害气体对于维护环境健康和保障人类生命安全至关重要。本文研究了用于检测甲醛（CH?O）、氨气（NH?）和二氧化硫（SO?）气体的表面声波（SAW）传感技术。提出了一种双通道混合信号SAW传感系统来实现目标气体的检测。实验结果表明，涂有铝掺杂氧化锌（Al–ZnO）纳米层后的SAW传感器的灵敏度分别为2817、3592和3927 Hz/ppm，大约是未掺杂ZnO敏感层灵敏度的两倍。其中，涂有Al–ZnO敏感层的SAW传感器对二氧化硫（SO?）气体的灵敏度最高。结合密度泛函理论（DFT）对吸附能量和电子转移的分析，结果表明Al–ZnO敏感膜对二氧化硫（SO?）气体分子具有更强的吸附能力，这一结论与实验结果基本一致。这项工作可以为SAW传感器在工业安全和环境监测中的应用提供可靠的理论基础和技术支持。