journal article·2016-05

Catalytically Doped Semiconductors for Chemical Gas Sensing: Aerogel‐Like Aluminum‐Containing Zinc Oxide Materials Prepared in the Gas Phase

Kay Hagedorn, Wenyu Li, Qijun Liang, Stefan Dilger, Matthias Noebels, Markus. R. Wagner, Juan S. Reparaz, Andreas Dollinger, Jörn Schmedt auf der Günne, Thomas Dekorsy, Lukas Schmidt‐Mende, Sebastian Polarz

Advanced Functional Materials· Volume 26· Issue 20
Publisher page

Abstract

Atmospheric contamination with organic compounds is undesired in industry and in society because of odor nuisance or potential toxicity. Resistive gas sensors made of semiconducting metal oxides are effective in the detection of gases even at low concentration. Major drawbacks are low selectivity and missing sensitivity toward a targeted compound. Acetaldehyde is selected due to its high relevance in chemical industry and its toxic character. Considering the similarity between gas‐sensing and heterogeneous catalysis (surface reactions, activity, selectivity), it is tempting to transfer concepts. A question of importance is how doping and the resulting change in electronic properties of a metal‐oxide support with semiconducting properties alters reactivity of the surfaces and the functionality in gas‐sensing and in heterogeneous catalysis. A gas‐phase synthesis method is employed for aerogel‐like zinc oxide materials with a defined content of aluminum (n‐doping), which were then used for the assembly of gas sensors. It is shown that only Al‐doped ZnO represents an effective sensor material that is sensitive down to very low concentrations (<350 ppb). The advance in properties relates to a catalytic effect for the doped semiconductor nanomaterial.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Gas Sensing Nanomaterials and Sensors · ZnO doping and properties · Analytical Chemistry and Sensors

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Department of Chemistry University of Konstanz Universitätsstrasse 10 78574 Konstanz Germany

Department of Chemistry and Biology University of Siegen Adolf‐Reichwein‐Strasse 2 57076 Siegen Germany

Department of Physics University of Konstanz Universitätsstrasse 10 78574 Konstanz Germany

EMPA‐Material Science and Technology Ueberlandstrasse 129 8600 Dübendorf Switzerland

Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2) CSIC and The Barcelona Institute of Science and Technology Campus UAB, Bellaterra 08193 Barcelona Spain

Funding

Carl-Zeiss Foundation · postdoctoral Marie Curie Fellowship (IEF) HeatProNano

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