當今，隨著經濟水平的快速提升和工業(yè)等各個領域的快速發(fā)展，二氧化氮(NO2)等有毒氣體的排放量正不斷提升。因此，研發(fā)一款能夠檢測二氧化氮等有害氣體的傳感器十分重要。

集成的探測器設備可以構成分布式空氣質量傳感器網絡的基礎。

如果有毒的工業(yè)廢氣和車輛廢氣超過安全水平，則電子傳感器的設計會發(fā)出警報，這會在許多城市中帶來更清潔的空氣。阿卜杜拉國王科技大學(KAUST)的研究人員開發(fā)出一種小型的低成本設備，可以感應二氧化氮(NO2)。它可以部署在城市周圍的潛在重點地區(qū)，并警告有害氣體含量是否開始飆升。

現(xiàn)有的大多數(shù)NO2檢測器都是大型，復雜的設備，適合實驗室使用，而緊湊的新設備旨在構成空氣質量傳感器分布式網絡的一部分。“我們的傳感器對NO2表現(xiàn)出非常高的靈敏度和選擇性，在室溫下工作并且具有非常低的功耗，”領導該研究的Khaled Salama實驗室的Mani Vijjapu博士說。

但是，與以前的設計相比，最大的優(yōu)勢在于，氣體檢測器將所有必要的傳感和信號處理組件集中在一個簡單的完全集成的系統(tǒng)中，盡管簡單，該設備的輸出信號仍根據(jù)NO2濃度而變化。

氣體檢測儀的高性能，低功耗和完全集成的設計全都來自設備核心處的NO2感應薄膜晶體管。以前的傳感器使用的金屬氧化物只有在加熱或連續(xù)照射光時才對NO2敏感。這次，該團隊使用了一種稱為銦鎵鋅氧化物(IGZO)的半導體。Salama團隊的博士后研究員Sandeep Surya說：“作為一種氣體傳感器，基于IGZO的薄膜晶體管具有諸多好處。

IGZO薄膜晶體管既充當設備的電子組件，又充當NO 2感應層。電子接受性強的NO2分子被吸引到晶體管表面的電子上。附著在IGZO上的NO2分子越多，從其表面消耗的電子就越多，從而改變其電子輸出并觸發(fā)NO2檢測警報。

檢測之后，通過使用集成的藍色LED發(fā)出的光來恢復IGZO層，從而重置傳感器。與太陽能電池類似，光在IGZO中產生帶負電的電子和帶正電的空穴，該空穴將吸附的NO2中和并從表面釋放出來。Surya說：“這是在室溫下實現(xiàn)基于半導體金屬氧化物的薄膜晶體管傳感器的傳感和復興的研究?！?

Salama說：“下一步是通過與企業(yè)合作，將我們的研究成果轉化為原型機甚至是產品。我們也有興趣探索其他材料以檢測環(huán)境中的其他有害氣體。”