光活化In2 S3 薄膜的喷雾热解法制备及其CO2 气敏性能研究

针对传统气体传感器需高温运行、能耗高的问题，研究人员通过喷雾热解法（SPT）制备In2 S3 薄膜，探究其在红外光活化下的气敏特性。结果表明，该薄膜在90°C低温下对CO2 具有最高灵敏度，光活化显著提升响应性能，为低功耗环境监测传感器开发提供新思路。

　　

随着印度15个城市跻身全球污染最严重地区，工业排放和城市化导致的大气污染问题日益严峻。传统气体传感器依赖高温工作（>150°C），不仅能耗高，还限制了便携式应用。而光活化气体传感器通过光生电子-空穴对增强气敏反应，可实现室温检测，成为研究热点。在此背景下，马哈拉施特拉邦MGV学院艺术、科学与商业学院物理系的研究团队在《Journal of the Indian Chemical Society》发表论文，提出采用喷雾热解技术（SPT）制备In₂
S₃
薄膜，系统研究其在红外光活化下对CO₂
、NO₂
等气体的响应特性，为开发高效低耗传感器提供新方案。

研究采用喷雾热解法在玻璃基底上沉积In₂
S₃
薄膜，通过X射线衍射（XRD）分析晶体结构，半桥法测量电学参数，并测试不同温度、气体浓度及红外光强度下的传感性能。

材料与表征
XRD分析显示薄膜为纯立方相（JCPDS 65–0459），晶粒尺寸22.64 nm。电学测试表明薄膜电阻率为6.7×10²
Ω·m，温度系数电阻（TCR）为-0.00156/°C，比表面积达8.63 m²
·g^?1
，为气体吸附提供充足活性位点。

气敏性能
在90°C工作温度下，薄膜对CO₂
表现出最高灵敏度。光活化使灵敏度显著提升，因红外光激发产生的电子-空穴对促进气体分子吸附/解吸动力学。此外，研究还验证了响应-恢复时间、气体浓度与红外强度的相关性。

结论与意义
该工作首次证实喷雾热解法制备的In₂
S₃
薄膜在光活化下可实现低温高效CO₂
检测，其90°C工作温度远低于传统金属硫化物传感器（>150°C）。通过调控光强与薄膜形貌，未来可进一步优化选择性，推动低功耗环境监测设备的实用化。研究团队特别感谢印度浦那大学物理系提供的SEM、EDS等表征支持。