锡掺杂氧化铜纳米结构作为快速灵敏的微型化温度传感器

《Scientific Reports》：Sn-doped CuO nanostructures as a fast and sensitive miniaturized temperature sensor

　　

摘要

本研究报道了成功制造了一种基于锡掺杂氧化铜纳米结构（NSs）的高灵敏度温度传感器。纯氧化铜纳米结构通过溶液法合成，锡掺杂氧化铜纳米结构通过溶液法共沉淀方法合成，即将 SnCl₄·5H₂O 加入醋酸铜溶液中，旨在将 Sn⁴⁺ 离子晶格掺入氧化铜结构中。纯氧化铜和锡掺杂氧化铜纳米结构均在 400 °C 下退火 2 小时。传感器是通过在配备铂电极的氧化铝基底上涂覆传感材料制成的。传感器的温度通过集成微加热器进行调节。当温度在 30 至 170 °C 之间变化时，电阻随之改变，使传感器能够检测此范围内的温度变化。锡掺杂氧化铜纳米结构传感器表现出 -0.70%°C^?1 的温度系数比（TCR）和 -41.93 MΩ/°C 的灵敏度，表明其具有高灵敏度，适用于实际应用。此外，该传感器表现出快速的响应时间和高稳定性。所得结果表明，基于锡掺杂氧化铜纳米结构开发高灵敏度、稳定且便携式温度传感器具有巨大潜力。性能的提升主要归因于锡掺杂对氧化铜电子结构和形貌的影响。