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新聞網(wǎng)訊 近日，我校物理科學學院張軍教授團隊在敏感電子學和傳感器領域取得重要研究進展，研究成果以“Mixed-dimensional heterojunction by 3D CdS nanowire arrays bridged with 2D WSe₂for ultrafast photoelectric gas sensor”為題發(fā)表在Matter期刊（Cell姊妹刊）。團隊的青年教師鄭威副教授和2023屆碩士生路國才為共同第一作者。該工作得到了國家自然科學基金等多個項目資助以及德國洪堡大學團隊的支持與合作。

低維納米結構，如二維材料廣泛用于氣體傳感器，但由于敏感層結構緊湊，傳感器在室溫下靈敏度較低，響應和恢復速率較慢?；诘途S納米單元構筑的德華異質(zhì)結，不僅耦合了多種材料的物化特性，還具有獨特的界面電子性質(zhì)。本論文報道了一種新穎的混合維度范德華異質(zhì)結構，由化學氣相沉積合成的三維CdS納米線陣列和二維WSe₂納米片構建而成，用于光電增強氣體傳感器。在這種結構中，納米線陣列既充當電極材料，又充當敏感層。結構內(nèi)部豐富的空間有利于氣體分子的擴散，從而提高傳感器的性能。

在室溫紫外光照射下，CdS/WSe₂/CdS異質(zhì)結傳感器在室溫下對NO₂和NH₃具有雙功能探測性能，呈現(xiàn)出高度選擇性和可逆性，檢測限分別為60和54 ppb。特別是，依托于異質(zhì)結界面的快速電荷傳輸，傳感器對1ppm NO₂和NH₃具有極快的響應速度（<1s）。本文提出的混合維度結構設計將為多維度電子器件集成提供新的思路，為高靈敏低功耗氣體傳感器開發(fā)提供借鑒。

圖1.混合維度CdS/WSe₂/CdS異質(zhì)結傳感器

Matte是Cell Press出版社繼Chem，Joule之后推出的材料類旗艦刊物，與Cell，Chem和Joule互為姊妹刊。聚焦各領域內(nèi)的優(yōu)秀先進材料的原理性研究及應用研究，旨在推進材料學在多個學科領域內(nèi)的發(fā)展，推動先進材料的實用化發(fā)展進程。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.matt.2024.11.008