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以金屬氧化物復合材料為基礎之氫氣感測器

為了解決nitrogen oxide中文的問題，作者SHRISHA 這樣論述：

氫氣(H2)因其高度易燃性而被歸屬於有害氣體，當其於大氣下達4-7重量百分濃度時，即具有相當之危險性，存在爆燃的風險，且由於其無色無味，大大提升檢測管線洩漏之難度，也因此奠定了其感測器存在之必要性及重要性。近年來，金屬氧化物由於其優異的化學和物理性質被廣泛應用於此領域，如：ZnO、WO3、TiO2、SnO2、MoS2等。以金屬鎢為基材之複合材料被廣泛應用於感測器氣敏層相關研究中，因其對多種目標有毒氣體具高度之靈敏性。而三氧化鎢(WO3)應用於氫氣感測器之先例，因此本研究之第一部分將專注於還原氧化鎢(WO2.72)於此領域之應用的研究。以三氧化鎢為原材料，應用鍛燒法合成還原氧化鎢奈米粒子(WO

2.72)，並通過FE-SEM、XRD和Raman光譜進行樣品表徵確認。待合成完成，以旋塗方式完成感氣層於SiO2/Si晶圓之塗佈，並完成叉指式電極之沉積。經測試，WO2.72感測器於室溫條件下之感測能力為27%，且具備於500ppm濃度條件下長期穩定性及重複使用性。同時以電子耗盡層理論說明其機制。儘管銫鎢青銅(CsxWO3)已被廣泛應用於其他領域，但其並無作為氫氣感測器氣敏層材料之先例，因此本研究之第二部分延續對金屬鎢為基材之複合材料的研究，欲開發當前尚無相關研究之鎢青銅(MxWO3)於此領域之應用的研究，CsxWO3感測器之製程，以水熱法先行完成銫鎢青銅奈米棒的合成，並透過多項儀器鑑定其物

理性質以確保結構之型態，並以旋轉塗佈之技術將之形成薄層結構於SiO2/Si晶圓之上，完成感氣層製備，隨後完成橫向多指Pt電極，以利後續性能檢測測試。經測試於不同濃度之氫氣(10ppm至500ppm)，測試結果呈現，銫鎢青銅感測器於室溫下具優異的感測性能(31.3%)，並且優於WO3感測器(4.7%)。選擇性測試亦呈現優異結果，於氨氣及二氧化碳測試中僅有極低之響應。此材料具備可靠性、合成方法簡單、濕度影小及選擇性優異等優勢，大大提升其應用之可行性。且與WO3感測器相比，CsxWO3感測器具更為優異的表面吸附能力及更強的活性O2官能基電誘導能力，因而展現了增強的氣敏性。當前CsxWO3感氣層展現優

異的效能，成功證實MxWO3作為金屬氧化物氣體感應器之可行性。於第三部分研究中，成功以溶劑熱法合成新型CsxWO3/MoS2奈米複合材料，再次採用旋轉塗佈之技術，完成於SiO2/Si晶圓形成感氣薄層結構之操作，並以PVD技術沉積設計之叉指式電極完成感測器製備。經測試，CsxWO3/MoS2感測器可於室溫下展現優異的氫氣感測能力，尤其包含15wt.% MoS2 (15 % CsxWO3/MoS2)之奈米複合材料，其感測性能甚至可達51%。此外，因具有高度循環穩定性，更增添其於實際應用的優勢。於本篇之最後一項研究，預期導入先進技術，以Zirconium-based metallic glass n

anotube arrays為基材，於其上透過實驗參數設定，完成氧化鋅(ZnO)奈米棒之生長，並以此材料做為氫氣感氣層之應用。於具contact-hole陣列(孔徑為2 µm)之光阻劑形成之模板上濺鍍沉積metallic glass (Zr60Cu25Al10Ni5)以得異質Zirconium-based metallic glass nanotube arrays，並沉積ZnO種子層以提供成核位點以利於metallic glass nanotube arrays內部生長奈米棒狀結構，其後採水熱法完成ZnO奈米棒之生長，接著濺鍍Pt電極，以利後續性能檢測測試。經實驗證實，Fabricated

Zirconium-based metallic glass nanotube arrays with ZnO nanorods (Zr-ZnO-nanorods)具優異的氫氣傳感性能。

金奈米顆粒誘導氮摻雜石墨烯量子點之內濾效應用於水體中得恩地檢測

為了解決nitrogen oxide中文的問題，作者趙芷君 這樣論述：

農藥在全球農業中扮演著舉足輕重的地位，然而隨著農藥的使用量增加，也逐漸衍伸出許多環境問題，其中得恩地為廣效性農藥，也經常使用在工業用途及民生用品中，其對水生生物危害極大，故偵測環境中的得恩地汙染顯得更加迫切。近年來檢測農藥的方式多為液相層析儀或拉曼光譜儀，這些檢測方法依賴昂貴、檢測耗時的實驗室分析儀器，不符合民生需求。故本研究期望開發出兼具簡單、經濟、環保、快速檢測及高靈敏度與選擇性之方法，以檢測水中之得恩地汙染。本研究基於檸檬酸鹽穩定的金奈米顆粒(AuNPs)誘導氮摻雜石墨烯量子點(N-GQDs)螢光的內濾效應(Inner filter effect, IFE)開發一種簡易的得恩地感測系統

。AuNPs可以有效地淬滅N-GQDs的螢光，而當得恩地存在時，由於得恩地與AuNPs的化學鍵生成，從而導致AuNPs聚集並使N-GQDs因內濾效應減少的螢光相應恢復。通過測量N-GQDs的螢光，評估得恩地的濃度。所開發之系統對得恩地的檢測範圍為300-1000 nM，最低偵測極限(LOD)為38.5 nM。此外，該方法對得恩地具有良好的選擇性，以及成功應用於湖水與河水中的得恩地測定，為檢測水樣中的得恩地汙染提供一個具有發展潛力的分析方法。