β-Ga2O3(010)表面对新型环保绝缘气体CF3SO2F的气敏响应特性

摘要：

CF3SO2F作为一种新型的环保绝缘气体,有望取代绝缘气体SF6.考虑到CF3SO2F的生物毒性,开发用于泄漏检测的高灵敏度传感器具有重要的工程意义.为此,基于第一性原理,计算分析了本征β-Ga2O3(010)表面对CF3SO2F的气敏响应特性以及氧空位缺陷对CF3SO2F在β-Ga2O3(010)表面吸附性质的影响.CF3SC2F吸附前后,本征β-Ga2O3(010)表面吸附体系的功函数发生了显著变化,且室温下的恢复时间短.此外,环境分子O2和CO2的存在并不影响本征β-Ga2O3(010)表面对CF3SO2F的选择性检测.因此,本征β-Ga2O3(010)表面可作为CF3SO2F潜在的场效应晶体管型气敏器件材料,且该器件具有较高的稳定性,良好的选择性,较高的灵敏度和可重复利用性.氧空位缺陷的引入使β-Ga2O3(010)表面吸附体系在环境分子O2和CO2存在的情况下无法对CF3SO2F气体进行选择性检测.因此,在β-Ga2O3(010)表面材料的合成过程中应尽可能避免氧空位缺陷的存在.论文从理论上证明了本征β-Ga2O3(010)表面可作为一种潜在的CF3SC2F场效应晶体管型气敏材料,对后续的实验制备气敏传感器具有指导作用.

关键词：CF3SO2F、β-Ga2O3(010)表面、第一性原理、气敏传感器、氧空位缺陷、环境分子

所属期刊栏目：49

分类号：TQ59;S566.1;TN386

资助基金：国家重点研发计划2021YFB2401400

在线出版日期：2023-04-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：990-999