Een gezamenlijk onderzoeksteam in Korea is erin geslaagd het reactieprincipe van het gasgevoelige materiaal met hoge selectiviteit te identificeren en 's werelds eerste multi-response gassensor met hoge selectiviteit te ontwikkelen die gelijktijdig optische en elektrische metingen kan uitvoeren. De teams worden geleid door Dr. Jin Woo Choi van het Department of Energy and Electronic Materials van het Korea Institute of Materials Science (KIMS), Dr. Han Seul Kim van het Korea Institute of Science and Technology Information (KISTI) en professor Hyung. Woo Lee van Pusan ​​National University.

Bestaande halfgeleidergasdetectiematerialen detecteren gas doordat gasmoleculen worden geadsorbeerd op het oppervlak van de sensorlaag, wat resulteert in een verandering van de elektrische weerstand. De bestaande materialen worden onderbenut, aangezien de gasselectiviteit laag is omdat de weerstand verandert ongeacht het type gas, en in de meeste gevallen is verandering van elektrische eigenschappen de enige indicator. Het onderzoeksteam ontwikkelde een nieuw materiaal waarvan de kristalstructuur verandert bij blootstelling aan een specifiek gas en produceerde op basis hiervan een gassensor met hoge selectiviteit die tegelijkertijd van kleur en weerstand verandert.

Het onderzoeksteam synthetiseerde niet-toxische Cs₃ Cu₂ ik₅ , een op koper gebaseerd, milieuvriendelijk dunfilmmateriaal met metaalhalogenide. Ze bevestigden dat het materiaal omkeerbaar kan veranderen door middel van op supercomputers gebaseerde simulaties en bewezen dat watermoleculen effectieve stimulanten zijn voor kristalverandering. Het team vervaardigde een sensorapparaat op basis van deze theorie en identificeerde dat het apparaat met succes watermoleculen kan detecteren. Door gelijktijdig gebruik te maken van elektrische eigenschappen en kleurveranderingen, slaagden ze erin verschillende alcoholen met verschillende polariteiten met succes te onderscheiden.

In 2021 bedroeg de wereldwijde marktwaarde voor gassensoren $ 1 miljard en zal naar verwachting jaarlijks met 7,5% groeien. Halfgeleidergassensortechnologie is geschikt voor lichtgewicht producten, maar ook voor miniaturisatie en massaproductie, die op verschillende gebieden kan worden gebruikt, zoals mobiele telefoons, Internet of Things (IoT), landbouw en veeteelt. Deze technologie heeft belangrijke onderzoekswaarde omdat het voor het eerst ter wereld een nieuw sensorconcept en een demonstratiecase presenteerde met een materiaal met een veranderlijke kristalstructuur.

De hoofdonderzoekers, Dr. Jin Woo Choi, een senior onderzoeker bij KIMS en Dr. Han Seul Kim, een senior onderzoeker bij KISTI, zeggen dat "dit onderzoek een nieuwe richting suggereert voor de ontwikkeling van halfgeleidersensorapparaten en nieuwe materialen. Vanwege zijn reactie kenmerken, wordt verwacht dat het nieuwe detectiemateriaal zal worden toegepast in verschillende industrieën, zoals landbouw, veeteelt, medisch en mobiel."

Het onderzoek is gepubliceerd in Advanced Functional Materials .

Momenteel werkt het onderzoeksteam aan het maximaliseren van selectiviteit door foto-elektrische responsiviteit in combinatie te gebruiken en nieuwe kristallijne materialen te synthetiseren om op verschillende gassen te reageren. + Verder verkennen

Ontwikkeling van hoogwaardige, draagbare verplaatsingssensoren met hoge spanning