原位拉曼光谱揭示In2O3结构动态：相工程调控与室温NO2传感机制突破

本研究针对金属氧化物半导体(MOS)气体传感器高工作温度的瓶颈问题，通过石墨烯辅助水相合成技术构建立方/菱面体相In2O3同质结，实现室温下对5 ppm NO2高达1208倍的超敏响应。结合原位拉曼光谱首次揭示可逆相变过程，明确菱面体相为关键活性相，为MOS传感器机理研究提供动态结构功能关联新范式。

　　

通过石墨烯辅助水热合成技术精准构筑立方相/菱面体相氧化铟(In₂O₃)同质结，成功实现室温条件下对二氧化氮(NO₂)的超高灵敏度检测。优化后的In₂O₃/石墨烯复合材料对5 ppm浓度NO₂的响应值达到1208，较纯相氧化铟提升20倍，展现出卓越的传感性能与极低功耗特性。

借助原位拉曼光谱(in situ Raman spectroscopy)实时监测技术，首次观察到气敏过程中立方相与菱面体相之间可逆的结构相变，明确菱面体相In₂O₃是NO₂吸附/脱附过程的主导活性相。这种动态相变行为与传感器响应信号的直接关联，解决了金属氧化物半导体(MOS)气敏机制中长期存在的活性相认定争议。

该研究不仅揭示了相工程(phase engineering)对材料气敏性能的调控机制，更建立了从纳米尺度结构动态演化到宏观器件功能输出的研究方法框架，为高性能气体传感器的理性设计提供了新思路。