协同Y掺杂策略：同时提升基于NiO的三乙胺传感器的灵敏度响应和湿度稳定性

《ACS Sensors》：Synergistic Y-Doping Strategy To Simultaneously Enhance Sensing Response and Humidity Stability in NiO-Based Triethylamine Sensors

采用Y3?掺杂p型NiO纳米纤维构建三乙基胺化学传感器，通过表面修饰提升气体响应与湿度抗性。实验表明，3Y-NiO传感器对三乙基胺的响应达纯NiO的20倍，在35-80% RH环境中基线电阻稳定，湿度影响降低。机制研究结合DFT计算，揭示了Y掺杂调节载流子浓度、改变活性氧物种及增强表面疏水性三重协同效应。

　　

开发兼具高气体响应性和高湿度抵抗性的基于MOS的化学传感器面临诸多挑战，主要原因是水引起的表面污染效应。为了解决这一问题，研究人员在p型NiO纳米纤维上引入Y离子作为改性成分，制备出了一种三乙胺化学传感器，其检测痕量物质（250 ppb）的性能得到了显著提升。3Y-NiO传感器对三乙胺的响应能力是纯NiO纳米纤维的20倍，同时该传感器还表现出优异的选择性和长期稳定性。研究发现，随着Y³⁺含量的增加，传感器的湿度抵抗性也显著增强。在35–80%的相对湿度环境下，3Y-NiO和5Y-NiO传感器的气体响应性和基线电阻几乎保持不变。由于Y离子掺杂改变了NiO表面的载流子浓度、活性氧物种的性质以及表面疏水性，从而实现了优异的气体检测性能和抗湿性。通过详细的表征分析及密度泛函理论（DFT）计算，揭示了这些性能提升的潜在机制。