光激发是提升金属氧化物半导体气体传感器在室温下敏感性能的有效方法，ZnO由于同时具有出色的光电性能和气敏性能，在室温光激发气体传感器研究领域中得到了广泛研究。然而ZnO光吸收带较窄，通常需要较高能量的光激发才能获得优异的气敏性能。将ZnO与其他优良的光催化剂结合，并构筑异质结，是增大吸收波长、提高光能利用率的简便且有效的策略。

近日，我课题组在光激发型气体传感器方面取得新进展。通过在ZnO纳米棒上原位生长BiOI材料，拓宽了气敏材料的光吸收带，使得BiOI-ZnO复合材料的吸收带向可见光区域移动。与此同时，异质结的存在也有助于气敏性能的提升。通过测试可得，基于1.5 at% BiOI-ZnO构筑的平面式传感器在520 nm光激发下表现出最佳的室温NO₂传感性能，对1 ppm NO₂的响应达到13.9，检测限低至25 ppb，并且传感器还具有良好的重复性、选择性和稳定性。在测试过程中，我们还发现了传感器在光激发下具有的光伏效应，这意味着该传感器有作为光伏自供电型器件的潜力，其应用值得进一步的研究。

图1. (a) 基于不同敏感材料构筑的传感器在不同光照下的基础电阻；(b) 520 nm光照下传感器的I-V曲线；(c)传感器在不同光照下对1 ppm NO₂响应值的对比；(d-e) 基于不同敏感材料的传感器在520 nm光照下的响应恢复曲线和响应值对比；(f)基于1.5 at% BiOI-ZnO的传感器在520 nm光照下响应值与浓度之间的拟合曲线。

相关研究结果以“Preparation of BiOl-Functionalized ZnO Nanorods for Ppb-Level NO₂ Detection at Room Temperature”为题发表在ACS Sensors期刊上。该论文的第一作者为博士研究生李月月，通讯作者为卢革宇教授和刘凤敏教授。

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssensors.2c01988.