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作者：公衍尚;赵梦涵;孙建坤;张立学;
单位：青岛大学化学化工学院,山东省高等学校氢能关键材料与技术协同创新中心;
摘要：二氧化氮（NO_2）是一种广泛存在于空气中的污染物，是雾霾和酸雨形成的重要前体物质，人体长期暴露于NO_2环境中会显著增加呼吸道疾病的发病率。因此，开发可在室温下工作的高性能NO_2传感器，对于实现室温高效环境监测具有重要意义。传统金属氧化物半导体传感器通常依赖于高温（≥200℃）工作环境，这不仅导致较高的能耗，而且增加了室温检测的技术难度，限制了其在室温检测领域的实际应用。近年来，金属卤化物钙钛矿材料凭借其高载流子迁移率和低激子结合能等特性，在室温气体检测领域展现出巨大的应用潜力，但长期稳定性仍然是制约其实际应用的瓶颈问题。基于此，本研究采用小分子修饰策略，通过简单的一步旋涂法结合乙酸乙酯反溶剂萃取技术，在空气氛围中成功制备了硫氰酸甲铵（MT）掺杂的FA_(0.8)Cs_(0.2)Pb I_2Br(PVK)传感器（MT-PVK）。实验结果表明，在室温条件下，MT-PVK传感器对NO_2气体表现出高灵敏响应，检出限低至33 ppb(10~(-9),nL/L），并且具有优异的选择性和可逆性。在10 ppm(10~(-6)，μL/L) NO_2环境中，MT-PVK传感器表现出快速的响应和恢复特性，其响应和恢复时间分别仅为1.6和27 s，优于大多数传统金属氧化物传感器。此外，与未掺杂的PVK相比，MT的引入显著增强了传感器在高湿度环境（相对湿度55%±5%，室温）下的结构稳定性和传感稳定性。本研究结果表明，小分子MT掺杂的FA_(0.8)Cs_(0.2)Pb I_2Br钙钛矿气体传感器在室温NO_2检测方面具有广阔的应用前景，为开发低检出限、快速响应且稳定的气体传感器提供了新思路。
关键词：NO_2传感器;;金属卤化物钙钛矿;;分子掺杂;;室温检测;;快速响应
基金资助：国家自然科学基金项目（No.21905149）;; 中国博士后科学基金项目（No.2020M671990）;; 青岛应用基础研究项目资助~~
