Fluctuation enhanced gas sensing with WO3-based nanoparticle gas sensors modulated by UV light at selected wavelengths
Abstrakt
The sensitivity and selectivity of WO3-based gas sensors can be enhanced by UV-irradiation-induced modulation, especially if different wavelengths are employed. We used fluctuation-enhanced gas sensing, based on measurements of resistance fluctuations in the gas sensor, to study the effects of such modulation on the noise intensity for ambient atmospheres of synthetic air without and with additions of small amounts of ethanol, methane and formaldehyde. Our data confirmed that the method is energy efficient and can be applied to improve gas detection sensitivity and selectivity. The results are strongly dependent on the gaseous species, and a single UV-modulated WO3-based gas sensor discriminate between different gases.
Cytowania
-
4 8
CrossRef
-
0
Web of Science
-
5 0
Scopus
Autorzy (6)
Cytuj jako
Pełna treść
- Wersja publikacji
- Accepted albo Published Version
- Licencja
-
otwiera się w nowej karcie
Słowa kluczowe
Informacje szczegółowe
- Kategoria:
- Publikacja w czasopiśmie
- Typ:
- artykuł w czasopiśmie wyróżnionym w JCR
- Opublikowano w:
-
SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL
nr 234,
strony 453 - 461,
ISSN: 0925-4005 - Rok wydania:
- 2016
- Opis bibliograficzny:
- Trawka M., Smulko J., Hasse L., Granqvist C., Annanouch F., Ionescu R.: Fluctuation enhanced gas sensing with WO3-based nanoparticle gas sensors modulated by UV light at selected wavelengths// SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL. -Vol. 234, (2016), s.453-461
- DOI:
- Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.1016/j.snb.2016.05.032
- Bibliografia: test
-
- G. Korotcenkov, Gas response control through structural and chemical modifications of metal oxide films: State of the art and approaches, Sens. Actuators B 107 (2005) 209- 232. otwiera się w nowej karcie
- J. Smulko, J. Ederth, L. Yingfeng, L.B. Kish, M. Kennedy, F. Krus, Gas-sensing by thermoelectric voltage fluctuations in SnO2 nanoparticle films, Sens. Actuators B 106 (2005) 708-712. otwiera się w nowej karcie
- P. Heszler, R. Ionescu, E. Llobet, L. F. Reyes, J. Smulko, L.B. Kish, C.G. Granqvist, On the selectivity of nanostructured semiconductor gas sensors, Phys. Status Solidi B 244 (2007) 4331-4335. otwiera się w nowej karcie
- L.B. Kish, H. Chang, M.D. King, C. Kwan, J.O. Jensen, G. Schmera, J. Smulko, Z. Gingl, C.G Granqvist, Fluctuation-enhanced sensing for biological agent detection and identification, IEEE Trans. Nanotechnol. 10 (2011) 1238-1242. otwiera się w nowej karcie
- B. Ayhan, C. Kwan, J. Zhou, L.B. Kish, K.D. Benkstein, P.H. Rogers, S. Semancik, Fluctuation enhanced sensing (FES) with a nanostructured, semiconducting metal oxide film for gas detection and classification, Sens. Actuators B 188 (2013) 651-660. otwiera się w nowej karcie
- J. Ederth, J. Smulko, L. Kish, P. Heszler, C.G. Granqvist, Comparison of classical and fluctuation-enhanced gas sensing with PdxWO3 nanoparticle films, Sens. Actuators B 113 (2005) 310-315. otwiera się w nowej karcie
- L.B. Kish, R. Vajtai, C.G. Granqvist, Extracting information from noise spectra of chemical sensors: single sensor electronic noses and tongues, Sens. Actuators B 71 (2000) 55-59. otwiera się w nowej karcie
- Ł. Lentka, J. Smulko, R. Ionescu, R., C.G. Granqvist, L.B. Kish, Determination of gas mixture components using fluctuation enhanced sensing and the LS-SVM regression algorithm. Metrol. Meas. Syst. 22 (2015) 341-350. otwiera się w nowej karcie
- M. Kotarski, J. Smulko, Hazardous gases detection by fluctuation-enhanced gas sensing, Fluctuations and Noise Lett. 4 (2010) 359-371. otwiera się w nowej karcie
- Y. Gui, S. Li, J. Xu, C. Li, Study on TiO2-doped ZnO thick film gas sensors enhanced by UV light at room temperature, Microelectron. J. 39 (2008) 1120-1125. otwiera się w nowej karcie
- L. Deng, X. Ding, D. Zeng, S. Tian, H. Li, C. Xie, Visible-light activate mesoporous WO3 sensors with enhanced formaldehyde-sensing property at room temperature, Sens. Actuators B 163 (2012) 260-266. otwiera się w nowej karcie
- Q. Geng, Z. He, X. Chen, W. Dai, X. Wang, Gas sensing property of ZnO under visible light irradiation at room temperature, Sens. Actuators B 188 (2013) 293-297. otwiera się w nowej karcie
- M.-H. Chen, C.-S. Lu, R.-J. Wu, Novel Pt/TiO2-WO3 materials irradiated by visible light used in a photoreductive ozone sensor, J. Taiwan Inst. Chem. Eng. 45 (2014) 1043-1048. otwiera się w nowej karcie
- M. Radecka, K. Zakrzewska, M. Rękas, SnO2-TiO2 solid solutions for gas sensors. Sens. Actuators B 47 (1998) 194-204. otwiera się w nowej karcie
- C.G. Granqvist, S. Green, E.K. Jonson, R. Marsal, G.A. Niklasson, A. Roos, L.B. Kish, Electrochromic foil-based devices: Optical transmittance and modulation range, effect of ultraviolet irradiation, and quality assessment by 1/f current noise. Thin Solid Films 516 (2008) 5921-5926. otwiera się w nowej karcie
- M. Kiwilszo, J. Smulko, Pitting corrosion characterization by electrochemical noise measurements on asymmetric electrodes. J. Solid State Electrochem. 13 (2009) 1681- 1686. otwiera się w nowej karcie
- S. Kogan, Electronic noise and fluctuations in solids. Cambridge University Press, 2008. otwiera się w nowej karcie
- T. Contraret, T. Florido, J.L. Seguin, K. Aguir, A physics-based noise model for metallic oxide gas sensors characterization, Procedia Eng. 25 (2011) 375-378. otwiera się w nowej karcie
- S. Gomri, J. Seguin, J. Guerin, K. Aguir, Adsorption-desorption noise in gas sensors: Modelling using Langmuir and Wolkenstein models for adsorption, Sens. Actuators B 114 (2006) 451-459. otwiera się w nowej karcie
- S. Gomri, J.L. Seguin, J. Guein, K. Aguir, A mobility and free carriers density fluctuations based model of adsorption-desorption noise in gas sensor, J. Phys. D: Appl. Phys. 41 (2008) 065501/1-065501/11. otwiera się w nowej karcie
- Z. Topalian, J. Smulko, G.A. Niklasson, C.G. Granqvist, Resistance noise in TiO2-based thin film gas sensors under ultraviolet irradiation, J. Phys. Conf. Ser. 76 (2007) 1-5. otwiera się w nowej karcie
- T.Y. Yang, H.M. Lin, B.Y. Wei, C.Y. Wu, C.K Lin, UV enhancement of the gas sensing properties of nano-TiO2, Rev. Adv. Mater. Sci. 4 (2003) 48-54.
- S. Mishra, C. Ghanshyam, N. Ram, R. P. Bajpai, R. K. Bedi, Detection mechanism of metal oxide gas sensor under UV radiation, Sens. Actuators B 97 (2004) 387-390. otwiera się w nowej karcie
- H.U. Lee, S.C. Lee, S. Choi, B. Son, H. Kim, S.M. Lee, H.J. Kim, J. Lee, Influence of visible- light irradiation on physicochemical and photocatalytic properties of nitrogen-doped three-dimensional (3D) titanium dioxide, J. Hazard. Mater. 258 (2013) 10-18. otwiera się w nowej karcie
- Y.-D. Wang, Z.-X. Chen, Y.-F. Li, X.-H. Wu, Electrical and gas sensing properties of WO3 semiconductor material, Solid-State Electron., 45 (2001) 639-644.
- J. Zeng, M. Hu, W. Wang, H. Chen, Y. Qin, NO2-sensing properties of porous WO3 gas sensor based on anodized sputtered tungsten thin film, Sens. Actuators B 161 (2012) 447-452. otwiera się w nowej karcie
- Z. Hua, M. Yuasa, T. Kida, N. Yamazoe, K. Shimanoe, High sensitive gas sensor based on Pd-loaded WO3 nanolamellae, Thin Solid Films 548 (2013) 677-682. otwiera się w nowej karcie
- F. Annanouch, S. Vallejos, C. Blackman, X. Correig, E. Llobet, CO and H2 sensing with CVD-grown tungsten oxide nanoneedles decorated with Au, Pt or Cu nanoparticles, Procedia Eng. 47 (2012) 904-907. otwiera się w nowej karcie
- R. Ionescu, A. Hoel, C.G. Granqvist, E. Llobet, P. Heszler, Low-level detection of ethanol and H2S with temperature-modulated WO3 nanoparticle gas sensors, Sens. Actuators B 104 (2005) 132-139. otwiera się w nowej karcie
- S. Vallejos, P. Umek, T. Stoycheva, F. Annanouch, E. Llobet, X. Correig, P. De Marco, C. Bittencourt, C. Blackman, Single-step deposition of Au-and Pt-nanoparticle- functionalized tungsten oxide nanoneedles synthesized via aerosol-assisted CVD, and used for fabrication of selective gas microsensor arrays, Adv. Funct. Mater. 23 (2013) 1313-1322. otwiera się w nowej karcie
- W. Zeng, C. Dong, B. Miao, H. Zhang, S. Xu, X. Ding, S. Hussain, Preparation, characterization and gas sensing properties of sub-micron porous WO3 spheres, Mater. Lett. 117 (2014) 41-44. otwiera się w nowej karcie
- T5F Technical Data Sheet, Seoul Optodevice, rev0.0, April 2010, www.socled.com. otwiera się w nowej karcie
- OSV4YL5451B Data Sheet, OptoSupply, LED & Application Technologies, ver.A.2. otwiera się w nowej karcie
- Y. Shigesato, Photochromic properties of amorphous WO3 films, Jpn. J. Appl. Phys. 30 (1991) 1457-1462. otwiera się w nowej karcie
- Z.D. Meng, L. Zhu, J.G. Choi, C.Y. Park, W.C. Oh, Preparation, characterization and photocatalytic behavior of WO3-fullerene/TiO2 catalysts under visible light, Nanoscale Res. Lett. 6 (2011) 1-11. otwiera się w nowej karcie
- J.D. Vincent, J. Vampola, G. Pierce, M. Stegall, S. Hodges, Fundamentals of Infrared and Visible Detector Operation and Testing, Wiley and Sons, 2015. otwiera się w nowej karcie
- A. Giberti, C. Malagù, V. Guidi, WO3 sensing properties enhanced by UV illumination: An evidence of surface effect, Sens. Actuators B 165 (2012) 59-61. otwiera się w nowej karcie
- Y. Shigesato, Photochromic properties of amorphous WO3 films, Jpn. J. Appl. Phys. 30 (1991) 1457-1462. otwiera się w nowej karcie
- K. Aguir, C. Lemire, D.B.B. Lollman, Electrical properties of reactively sputtered WO3 thin films as ozone gas sensor, Sens. Actuators B 84 (2002) 1-5. otwiera się w nowej karcie
- Weryfikacja:
- Politechnika Gdańska
wyświetlono 135 razy
Publikacje, które mogą cię zainteresować
New approaches for improving selectivity and sensitivity of resistive gas sensors: a review
- J. Smulko,
- M. Trawka,
- C. G. Granqvist
- + 4 autorów
Pulsed UV-irradiated Graphene Sensors for Ethanol Detection at Room Temperature
- K. Drozdowska,
- A. Rehman,
- P. Sai
- + 7 autorów
Combined chemoresistive and in situ FTIR spectroscopy study of nanoporous NiO films for light-activated nitrogen dioxide and acetone gas sensing
- K. Drozdowska,
- T. Welearegay,
- L. Österlund
- + 1 autorów