Semiconducting Metal Oxide Gas Sensors for VOCs, N 2 O, and Organophosphorus Compounds: Materials Design, Operando Mechanistic Insights, and Data‐Driven Selective Detection

小型化 纳米技术 氧化物 甲基膦酸二甲酯 异质结 密度泛函理论 材料科学 吸附 化学 半导体 纳米结构 金属 气体探测器 光谱学 化学传感器 羰基化 选择性 高分辨率
作者
Soki Yoneda,Yuto Ohata,Shotaro Kubo,Kanna Shibata,Shumpei Goto,Reira Takase,Yusuke Inomata,Muhammad Sohail Ahmad,Tetsuya Kida
出处
期刊:Chemistry-an Asian Journal [Wiley]
卷期号:21 (19): e71004-e71004
标识
DOI:10.1002/asia.71004
摘要

ABSTRACT Semiconductor metal oxide (SMOX) gas sensors are attractive platforms for detecting volatile organic compounds, greenhouse gases, and hazardous organophosphorus compounds owing to their low cost, structural simplicity, miniaturization potential, and high sensitivity. However, their practical application remains limited by high operating temperatures, poor selectivity, humidity interference, and an incomplete understanding of surface reaction mechanisms. This review discusses recent advances in resistance‐change‐type SMOX gas sensors from the integrated viewpoints of materials chemistry, operando mechanistic analysis, and data‐driven gas identification. Representative n‐type oxides, including ZnO, SnO 2 , WO 3 , In 2 O 3 , and TiO 2 , are considered, with ZnO highlighted as a model system for examining crystal‐facet engineering, oxygen‐vacancy regulation, nanostructure design, noble‐metal modification, and heterojunction formation. Particular attention is given to the detection of ethanol, acetone, toluene, nitrous oxide, and dimethyl methylphosphonate as chemically distinct target analytes. Operando spectroscopy and density functional theory (DFT) calculations are discussed as powerful tools for clarifying adsorbed species, reaction intermediates, lattice oxygen participation, and electronic‐structure evolution under working conditions. Finally, machine learning (ML)‐assisted analysis of multidimensional sensing signals is reviewed as an emerging strategy for improving selectivity and quantitative recognition. This review provides a unified chemical perspective for the rational design of next‐generation SMOX gas sensors.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
风趣的涵柏完成签到,获得积分10
刚刚
老实的向薇完成签到,获得积分10
刚刚
贪玩鸵鸟完成签到,获得积分10
1秒前
西一阿铭完成签到,获得积分10
2秒前
Cherry完成签到 ,获得积分10
2秒前
可靠的玲完成签到 ,获得积分10
2秒前
dwh11完成签到 ,获得积分10
4秒前
朱哥永正完成签到,获得积分10
4秒前
orixero的应助被Sience采纳,获得10
4秒前
5秒前
ywzwszl完成签到,获得积分10
5秒前
文艺的电源完成签到,获得积分10
6秒前
单薄冰安完成签到,获得积分10
9秒前
乱码完成签到,获得积分10
9秒前
动听元彤完成签到,获得积分10
9秒前
rong完成签到,获得积分10
9秒前
爆米花的应助被无限凛采纳,获得10
10秒前
jyg123456完成签到 ,获得积分10
10秒前
成就南风发布了新的文献求助10
11秒前
小二郎的应助被苹果书南采纳,获得10
12秒前
Ximian完成签到 ,获得积分10
12秒前
mooyeah完成签到,获得积分10
12秒前
勤奋的立果完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
colin完成签到 ,获得积分10
14秒前
Yi完成签到,获得积分10
15秒前
笨笨砖家发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
zhou完成签到,获得积分10
17秒前
深情安青的应助被成就南风采纳,获得10
19秒前
zhaojinxiu完成签到,获得积分10
19秒前
xiuyurao完成签到,获得积分10
19秒前
Sience发布了新的文献求助10
20秒前
horse888完成签到,获得积分10
20秒前
绒树叶完成签到,获得积分10
21秒前
曲奇完成签到 ,获得积分10
21秒前
Lil_Bear完成签到,获得积分10
22秒前
就想按时下班完成签到,获得积分10
22秒前
郑大钱完成签到,获得积分10
22秒前
iyt的应助被一个小胖子采纳,获得10
23秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Aspects of Post-SPE Phonology 2000
Nanocomposite Removal of Pesticides from Wastewater 1000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Final Report for the 2-D Test of Model 901 Rotor and Wing Airfoils (BSWT 592) 528
Berberine regulates the TLR4 signaling pathway to suppress hypoxia-induced proliferation and migration of pulmonary arterial smooth muscle cells 520
Organizational Behavior 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 物理 有机化学 化学工程 内科学 生物化学 复合材料 催化作用 心理学 细胞生物学 无机化学 电极 光电子学 人工智能
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7894125
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9403851
关于积分的说明 20859947
捐赠科研通 7497455
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3358960
关于科研通互助平台的介绍 2497369
邀请新用户注册赠送积分活动 2388089