為了克服傳統(tǒng)半導體氣體傳感器低功耗與集成化技術不足，華中科技大學研究者構建了硫化鉛（PbS）量子點/硫化鉬納米片（MoS2納米片）低維半導體復合結構，它能使所制備的傳感器的靈敏度更高、響應恢復速度更快和選擇性更好。
作為支撐新一代物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術發(fā)展的必需器件之一，氣體傳感器能實現(xiàn)易燃易爆、有毒有害氣體的現(xiàn)場快速檢測與實時監(jiān)測，所以應用在工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護、公共安全等眾多領域。
不過，傳統(tǒng)氧化物半導體氣體傳感器的使用非常麻煩，即需要采用高溫加熱的方式，提供發(fā)生化學反應和建立化學平衡所需的活化能，以獲得足夠高的檢測靈敏度和快速響應、恢復速度。為了降低傳統(tǒng)傳感器的工作溫度，低維度納米材料的開發(fā)已成為當前亟需解決的問題之一。
以MoS2納米片為代表的二維層狀半導體具有優(yōu)異的電學特性和光電性能，是新型納米電子與光電子器件研究領域的熱點材料。針對MoS2半導體材料邊緣活性位點數(shù)量有限的問題，華中科技大學研究者提出利用零維半導體量子點表面大量懸掛鍵提供氣體吸附活性位點，對二維層狀半導體氣體傳感器進行增敏的策略。采用低溫溶液法構建出PbS量子點/MoS2納米片低維半導體復合結構，在室溫空氣條件下旋涂成膜制備氣體傳感器。
研究表明，PbS量子點/MoS2納米片復合結構有效結合了量子點活性位點豐富和MoS2遷移率相對較高的特點，室溫氣敏效應顯著；同時，傳感器制備方法及工藝條件溫和，利于在實際器件中充分發(fā)揮出低維復合半導體結構比表面積大的優(yōu)勢，從而提高室溫氣敏性能。
