Luận án Nghiên cứu hiệu ứng tự đốt nóng của dây nano SnO2 ứng dụng cho cảm biến khí

LỜI CẢM ƠN 
Luận án tiến sĩ được hoàn thành tại Viện Đào tạo Quốc tế về Khoa học Vật liệu 
(ITIMS), Trường Đại học Bách khoa Hà Nội dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. 
Nguyễn Văn Duy và PGS.TS. Nguyễn Ngọc Trung. Nghiên cứu sinh xin bày tỏ lòng 
biết ơn sâu sắc tới các thầy về định hướng khoa học, phương pháp nghiên cứu. Dưới sự 
chỉ bảo tận tình cũng như sự quan tâm giúp đỡ và điều kiện mà các thầy giành cho học 
trò đã giúp học trò hoàn thành được luận văn này. 
Nghiên cứu sinh xin được chân thành cảm ơn GS.TS. Nguyễn Văn Hiếu, GS.TS. 
Nguyễn Đức Hòa, GS.TS. Hugo Nguyễn đã có những chỉ dẫn về khoa học, giúp đỡ và 
góp ý để luận án được hoàn thiện. 
Nghiên cứu sinh xin chân thành cảm ơn các cán bộ thuộc Phòng thí nghiệm 
nghiên cứu phát triển và ứng dụng Cảm biến nano, các nghiên cứu sinh, các học viên 
của nhóm iSensors đã nhiệt tình giúp đỡ, hỗ trợ, chia sẻ ý tưởng khoa học, chia sẻ khó 
khăn trong những thời khắc quan trọng để nghiên cứu sinh vượt qua và hoàn thành luận 
án. 
Tôi xin trân trọng cảm ơn Viện Đào tạo Quốc tế về Khoa học Vật liệu, Trường 
Đại học Bách khoa Hà Nội, các Phòng, Ban của Viện, Trường đã tạo điều kiện để 
nghiên cứu sinh hoàn thành chương trình học tập, nghiên cứu của mình. 
Nghiên cứu sinh xin được chân thành cảm ơn các nhà khoa học, các tác giả của 
các công trình khoa học được trích dẫn trong luận án vì đã cung cấp kiến thức, ý tưởng 
khoa học liên quan tới nội dung nghiên cứu của luận án. 
Tác giả bày tỏ lòng biết ơn đối với những người thân trong gia đình đã động viên, 
khích lệ tác giả trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và thực hiện luận án. 
 Tác giả luận án 
 Trịnh Minh Ngọc 
i 
LỜI CAM ĐOAN 
Tác giả xin cam đoan nội dung của luận án là công trình nghiên cứu của riêng tác 
giả dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Nguyễn Văn Duy và PGS.TS. Nguyễn Ngọc 
Trung. Các số liệu và kết quả trong luận án trung thực và chưa được tác giả khác công 
bố. 
 Hà Nội, ngày tháng năm 2020 
 Giáo viên hướng dẫn Tác giả 
 PGS.TS. Nguyễn Văn Duy Trịnh Minh Ngọc 
 PGS.TS. Nguyễn Ngọc Trung 
ii 
MỤC LỤC 
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. . 
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................... . 
MỤC LỤC ...................................................................................................................... ii 
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT............................................................ v 
DANH MỤC BẢNG BIỂU ......................................................................................... vii 
DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ THỊ ................................................................... viii 
GIỚI THIỆU CHUNG .................................................................................................. 1 
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ......................................................................................... 9 
1.1. Sự cần thiết của việc đốt nóng trong cảm biến khí ............................................... 10 
1.1.1. Cấu trúc vùng năng lượng, nguyên lý hoạt động và vai trò của nhiệt độ...10 
1.1.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến phản ứng bề mặt .......................................... 13 
1.2. Công suất tiêu thụ của cảm biến khí ..................................................................... 16 
1.2.1. Yêu cầu giảm công suất tiêu thụ trong chế tạo cảm biến .......................... 17 
1.2.2. Ứng dụng công nghệ để giảm c ng suất tiêu thụ của cảm iến ................ 19 
1.3. Cảm biến khí ứng dụng hiệu ứng tự đốt nóng ...................................................... 26 
1.3.1. Hiệu ứng tự đốt nóng Joule và sự truyền nhiệt .......................................... 27 
1.3.2. Cảm biến ứng dụng hiệu ứng tự đốt nóng và tình hình nghiên cứu .......... 29 
1.4. Kết luận chương 1 ................................................................................................. 39 
CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM.................................................................................. 40 
2.1. Hình thái và các ước chính trong chế tạo điện cực ............................................. 40 
2.1.1. Hình thái của điện cực ............................................................................... 40 
2.1.2. Các ước chính trong chế tạo điện cực ...................................................... 41 
2.2. Công nghệ chế tạo dây nano SnO2 ....................................................................... 43 
2.2.1. Thiết bị và vật tư cần thiết ......................................................................... 43 
2.2.2. Thực nghiệm chế tạo dây nano SnO2 ......................................................... 44 
iii 
2.2.3. Phương pháp nghiên cứu hình thái vật liệu ............................................... 46 
2.2.4. Một số yếu tố ảnh hưởng tới hình thái vật liệu .......................................... 47 
2.3. Hệ đo tính chất nhạy khí và phương pháp thực nghiệm ....................................... 47 
2.3.1. Hệ đo tính chất nhạy khí ............................................................................ 47 
2.3.2. Phương pháp đo tính chất nhạy khí của cảm biến tự đốt nóng .................. 49 
2.4. Biến tính mạng lưới dây nano SnO2 .................................................................... 51 
2.5. Kết luận chương 2 ................................................................................................. 52 
CHƢƠNG 3: ẢNH HƢỞNG CỦA HÌNH THÁI ĐIỆN CỰC VÀ VẬT LIỆU 
NHẠY KHÍ TỚI CÔNG SUẤT HOẠT ĐỘNG VÀ TÍNH CHẤT NHẠY KHÍ 
CỦA CẢM BIẾN ......................................................................................................... 53 
3.1. Nghiên cứu phát triển điện cực cho cảm biến tự đốt nóng ................................... 53 
3.1.1. Vai trò của hình thái điện cực trong cảm biến khí oxit kim loại bán dẫn .. 53 
3.1.2. Nghiên cứu phát triển điện cực cho cảm biến tự đốt nóng ........................ 56 
3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của mạng lưới dây nano SnO2 tới công suất hoạt động .. 60 
3.2.1. Mô hình mạch điện và cơ chế nhạy khí của mạng lưới dây nano SnO2 .... 60 
3.2.2. Hình thái cấu trúc mạng lưới dây nano SnO2 ............................................ 63 
3.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của mạng lưới dây nano SnO2 tới công suất hoạt 
động và đáp ứng khí của cảm biến ......................................................................... 68 
3.3. Tối ưu điều kiện chế tạo mạng lưới dây nano SnO2 cho phát triển cảm biến khí 
khử tự đốt nóng công suất thấp ..................................................................................... 76 
3.3.1. Tác động của công suất tới độ ổn định của mạng lưới dây nano............... 77 
3.3.2. Đặc trưng nhạy khí khử theo công suất hoạt động của cảm biến mạng lưới 
dây nano .................................................................................................................. 81 
3.3.3. Định tính nhiệt độ hoạt động hoạt của cảm biến thông qua công suất hoạt 
động. ................................................................................................................... 89 
3.4. Kết luận chương 3 ................................................................................................. 90 
CHƢƠNG 4: PHÁT TRIỂN CẢM BIẾN TỰ ĐỐT NÓNG MẠNG LƢỚI DÂY 
NANO SnO2 BIẾN TÍNH BẠC CHO NHẠY KHÍ H2S ........................................... 92 
4.1. Cảm biến khí tự đốt nóng mạng lưới dây nano SnO2 biến tính Ag ...................... 93 
iv 
4.1.1. Hình thái của vật liệu sau biến tính ........................................................... 96 
4.1.2. Nghiên cứu hoạt động nhạy khí của cảm biến tự đốt nóng biến tính kim 
loại Ag. .................................................................................................................. 100 
4.2. Phát triển cảm biến tự đốt nóng cho ứng dụng phân tích khí ............................. 114 
4.2.1. Kỹ thuật đo trên thiết bị của cảm biến ứng dụng hiệu ứng tự đốt nóng .. 114 
4.2.2. Hoạt động mô phỏng đa cảm biến ứng dụng cho phân tích khí của cảm 
biến tự đốt nóng .................................................................................................... 119 
4.3. Kết luận chương 4 ............................................................................................... 125 
KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................... 127 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 129 
DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ............................ 143 
v 
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 
TT 
Ký hiệu, viết 
tắt 
Tên tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt 
1 CMOS 
Complementary Metal-
Oxide-Semiconductor 
Bán dẫn – Oxit – Kim loại 
 ù (một loại c ng nghệ sản 
xuất mạch tích hợp) 
2 CNTs Carbon nanotubes Ống nano car on 
3 CVD 
Chemical Vapour 
Deposition 
Lắng đọng hóa học pha 
hơi 
4 DL Detection Limit Giới hạn phát hiện 
5 FE Field Emission Phát xạ trường 
6 FE-SEM 
Field Emission Scanning 
Electron Microsope 
Kính hiển vi điện tử 
quét phát xạ trường 
7 FIB Focused Ion Beam Chùm ion hội tụ 
8 HR-TEM 
High Resolution 
Transmission Electron 
Microscope 
Kính hiển vi điện tử 
truyền qua phân giải cao 
9 IC Integrated Circuit Mạch tích hợp 
10 ITO Indium Tin Oxide Oxit thiếc inđi 
11 LDA 
Linear Discriminat 
Analysis 
Phân tích sự khác iệt 
tuyến tính 
12 MEMS 
Micro-Electro-Mechanical 
Systems 
Hệ vi cơ điện tử 
13 MFC Mass Flow Controllers 
Bộ điều khiển lưu lượng 
khí 
14 MWCNTs 
Multi-walled carbon 
nanotubes 
Ống nano car on đa tường 
15 NRs Nanorods Thanh nano 
16 NWs Nanowires Dây nano 
17 ppb Parts per billion Một phần tỷ 
vi 
18 PCA 
Principal Component 
Analysis 
Phân tích thành phần chính 
19 ppm Parts per million Một phần triệu 
20 PR Photo Resist Cảm quang 
21 ppt Parts per trillion Một phần nghìn tỷ 
22 Ra Điện trở đo trong kh ng 
khí 
23 Rg Điện trở đo trong khí thử 
24 sccm 
Standard cubic centimeters 
per minute 
Đơn vị đo lưu lượng khí 
cm
3
/phút 
25 SEM 
Scanning Electron 
Microscope 
Kính hiển vi điện tử quét 
26 SMO 
Semiconductor Metal 
Oxide 
Oxit kim loại án dẫn 
27 SVM Support Vector Machine Máy hỗ trợ véc-tơ 
28 SWCNTs 
Single-walled carbon 
nanotubes 
Ống nano car on đơn 
tường 
29 TE Thermal Emission Phát xạ nhiệt 
30 UV Ultraviolet Tia cực tím 
31 V-L-S Vapour Liquid Solid Hơi-lỏng-rắn 
32 WSN Wireless Sensor Network Mạng cảm biến không dây 
33 1D One Dementional Một chiều 
vii 
DANH MỤC BẢNG BIỂU 
Bảng 1.1. Công suất tiêu thụ của các thành phần điện được sử dụng trong thiết kế nút 
mạng cảm biến không dây [29]. 18 
Bảng 1.2. Tính chất nhiệt trong thiết kế lò nhiệt [55]... 23 
Bảng 1.3. Đặc tính các loại lò nhiệt [58]... 24 
Bảng 2.1. Nồng độ các khí khác nhau được pha loãng từ khí khí chuẩn.. 50 
Bảng 2.2. Các thông số được sử dụng phún xạ kim loại Ag 51 
Bảng 4.1. Ký hiệu các cảm biến sau khi biến tính Ag ở các điều kiện khác nhau.... 94 
Bảng 4.2. Độ đáp ứng của cảm biến ST20(G10-S3) ở các nồng độ khác nhau của các 
loại khí khác nhau tương ứng với các dòng điện cấp cho cảm biến hoạt động khác 
nhau. 121 
Bảng 4.3. Ma trận nhầm lẫn nhận được từ phương pháp hồi quy máy hỗ trợ véc-tơ của 
cảm biến ST20(G10-S3) ở các dòng điện 0,6 mA; 0,8 mA và 1 mA. 124 
viii 
DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ THỊ 
Hình 1.1. Sơ đồ cấu trúc vùng năng lượng trong vật liệu bán dẫn. ............................... 11 
Hình 1.2. Mô hình kênh dẫn của vật liệu trong m i trường kh ng khí và sơ đồ cấu trúc 
vùng năng lượng vật liệu bán dẫn loại n sau khi hấp phụ oxy bề mặt. ......................... 12 
Hình 1.3. Các dạng tồn tại của oxy ở các nhiệt độ khác nhau trên bề mặt vật liệu nhạy 
khí SnO2 [12]. ................................................................................................................ 14 
Hình 1.4. Cơ chế hấp phụ độ ẩm trên bề mặt SnO2; một phân tử H2O liên kết với hai vị 
trí kim loại (a) và một phân tử nước liên kết với một vị trí kim loại (b) [20]. .............. 15 
Hình 1.5. Mối quan hệ giữa điện trở và độ ẩm trong bán dẫn loại n và loại p [20]. ..... 16 
Hình 1.6. Thành tựu công nghệ trong việc giảm công suất tiêu thụ của cảm biến của 
hãng Figaro (a), cảm biến khí được tích hợp trên điện thoại th ng minh ( ) và đồng hồ 
thông minh (c) [25-27] .................................................................................................. 17 
Hình 1.7. Cảm biến kiểu Taguchi các thành phần cấu tạo (a), nhiệt độ làm việc của cảm 
biến trong khoảng 200 ± 400 ºC, đóng gói cảm biến (b). Cảm biến khí được chế tạo 
bằng kỹ thuật in lưới trên đế gốm có kích thước 6 mm 8 mm, có nhiệt độ làm việc 
khoảng 300 ºC (c) [32]. ................................................................................................. 20 
Hình 1.8. Đặc tính nhiệt của lò vi nhiệt: lò nhiệt Pt (a), lò nhiệt Si đa tinh thể (b) 
[40].21 
Hình 1.9. Lò vi nhiệt của cảm biến công nghệ MEMS (a,b), cấu tạo của cảm biến (c) 
[43,44]. .............................................................................................. 22 
Hình 1.10. Mất nhiệt của dây nano do tiếp xúc kim loại, m i trường khí và bức xạ 
[59]. ........................................................................................................................ 27 
Hình 1.11. Mô hình cảm biến khí sử dụng: lò nhiệt ngoài (a), hiệu ứng tự đốt nóng 
(b) ....................................................................................................................... 29 
Hình 1.12. Sự thay đổi nhiệt độ bề mặt so với công suất tiêu thụ (a), thay đổi độ nhạy 
của cảm biến so với điện áp xoay chiều và nhiệt độ của 1000 ppm CO (b) [60]. ......... 30 
ix 
Hình 1.13. Ảnh SEM của cảm biến NO2 dạng đơn sợi ống nano cac on (a), đặc trưng 
nhạy khí của cảm biến dựa trên hiệu ứng tự đốt nóng (b) [65]. .................................... 32 
Hình 1.14. Sợi nano cac on được lắng động lên điên cực (a), ảnh quang học của cảm 
biến (b), ảnh TEM của sợi nano cacbon (c) [66,67]. ..................................................... 32 
Hình 1.15. Ảnh nhiệt của cảm biến được làm nóng đến nhiệt độ 100 ºC bằng phương 
pháp tự đốt nóng (ảnh trái) và bằng lò ngoài (ảnh phải) (a), biểu đồ phân bố nhiệt độ 
được phân tích từ ảnh nhiệt (b), phổ Raman của phân bố nhiệt độ ở ba nhiệt độ tự đốt 
nóng khác nhau (c) [68].33 
Hình 1.16. Đáp ứng khí của cảm biến hoạt động ở chế độ tự đốt nóng: Khí NH3 (a), 
khí NO2 (b) [67]. ............................................................................................................ 34 
Hình 1.17. Ảnh SEM của mạng lưới dây nano Pt (a), đường cong đáp ứng và hồi phục 
ở các nồng độ H2 khác nhau (c), ảnh nhiệt của mẫu ở 9 V (b), hoạt động nhạy khí H2 
với nồng độ 1 % ở các nhi ... rgy Consumed Molecule Sensor,‖ ACS Sensors, vol. 1, no. 8, pp. 
997–1002, Aug. 2016. 
[74] J. D. Prades et al., ―Direct o servation of the gas-surface interaction kinetics in 
nanowires through pulsed self-heating assisted conductometric measurements,‖ 
Appl. Phys. Lett., vol. 95, no. 5, p. 053101, Aug. 2009. 
[75] P. Offermans, M. Crego-Calama, S. H. Brongersma, H. D. Tong, and C. J. M. 
Van Rijn, ―Ultra-low-power hydrogen sensing with palladium nanowires,‖ 
Proceedings of IEEE Sensors. pp. 98–101, 2008. 
[76] J. D. Prades, R. Jimenez-Diaz, F. Hernandez-Ramirez, A. Cirera, A. Romano-
Rodriguez, and J. R. Morante, ―Harnessing self-heating in nanowires for energy 
efficient, fully autonomous and ultra-fast gas sensors,‖ Sensors and Actuators, B: 
Chemical, vol. 144, no. 1. pp. 1–5, 2010. 
[77] J. D. Prades et al., ―Quantitative analysis of CO-humidity gas mixtures with self-
heated nanowires operated in pulsed mode,‖ Appl. Phys. Lett., vol. 97, no. 24, p. 
243105, Dec. 2010. 
[78] F. Yang, D. K. Taggart, and R. M. Penner, ―Joule Heating a Palladium Nanowire 
Sensor for Accelerated Response and Recovery to Hydrogen Gas,‖ Small, vol. 6, 
no. 13, pp. 1422–1429, Jun. 2010. 
[79] C. S. Prajapati and N. Bhat, ―Self-heating oxidized suspended Pt nanowire for 
137 
high performance hydrogen sensor,‖ Sensors Actuators B Chem., vol. 260, pp. 
236–242, May 2018. 
[80] J. Yun, C. Y. Jin, J.-H. Ahn, S. Jeon, and I. Park, ―A self-heated silicon nanowire 
array: selective surface modification with catalytic nanoparticles by nanoscale 
Joule heating and its gas sensing applications,‖ Nanoscale, vol. 5, no. 15, p. 
6851, 2013. 
[81] M. Afshar et al., ―Indium-tin-oxide single-nanowire gas sensor fabricated via 
laser writing and su sequent etching,‖ Sensors Actuators B Chem., vol. 215, pp. 
525–535, Aug. 2015. 
[82] F. Hernandezramirez, A. Tarancon, O. Casals, J. Arbiol, A. Romanorodriguez, 
and J. Morante, ―High response and sta ility in CO and humidity measures using 
a single SnO2 nanowire,‖ Sensors Actuators B Chem., vol. 121, no. 1, pp. 3–17, 
Jan. 2007. 
[83] N. D. Chinh, N. Van Toan, V. Van Quang, N. Van Duy, N. D. Hoa, and N. Van 
Hieu, ―Comparative NO2 gas-sensing performance of the self-heated individual, 
multiple and networked SnO2 nanowire sensors fa ricated y a simple process,‖ 
Sensors Actuators, B Chem., vol. 201, pp. 7–12, Oct. 2014. 
[84] S. Walia, R. Gupta, K. D. M. Rao, and G. U. Kulkarni, ―Transparent Pd Wire 
Network-Based Areal Hydrogen Sensor with Inherent Joule Heater,‖ ACS Appl. 
Mater. Interfaces, vol. 8, no. 35, pp. 23419–23424, Sep. 2016. 
[85] T. F. Choo, N. U. Saidin, and K. Y. Kok, ―A novel self-heating zinc 
oxide/indium tin oxide based hydrogen gas sensor: Dual sensing mode of 
hydrogen gas detection,‖ Chem. Phys. Lett., vol. 713, pp. 180–184, Dec. 2018. 
[86] J. H. Kim, H. W. Kim, and S. S. Kim, ―Self-heating effects on the toluene 
sensing of Pt-functionalized SnO2 –ZnO core–shell nanowires,‖ Sensors 
Actuators, B Chem., vol. 251, pp. 781–794, Nov. 2017. 
[87] D. T. T. Le et al., ―Density-controllable growth of SnO2 nanowire junction-
bridging across electrode for low-temperature NO2 gas detection,‖ J. Mater. Sci., 
vol. 48, no. 20, pp. 7253–7259, Oct. 2013. 
138 
[88] D. D. Trung, N. Van Toan, P. Van Tong, N. Van Duy, N. D. Hoa, and N. Van 
Hieu, ―Synthesis of single-crystal SnO2 nanowires for NOx gas sensors 
application,‖ Ceramics International, vol. 38, no. 8. pp. 6557–6563, 2012. 
[89] W. Yin, B. Wei, and C. Hu, ―In situ growth of SnO 2 nanowires on the surface of 
Au-coated Sn grains using water-assisted chemical vapor deposition,‖ Chemical 
Physics Letters, vol. 471, no. 1–3. pp. 11–16, 2009. 
[90] E. S. M. Duraia, Z. A. Mansorov, and S. Tokmolden, ―Synthesis, 
characterization and photoluminescence of tin oxide nanoribbons and 
nanowires,‖ Physica B: Condensed Matter, vol. 404, no. 21. pp. 3952–3956, 
2009. 
[91] E. M. El-Maghra y, A. Qurashi, and T. Yamazaki, ―Synthesis of SnO2 
nanowires their structural and H2 gas sensing properties,‖ Ceram. Int., vol. 39, 
no. 7, pp. 8475–8480, Sep. 2013. 
[92] L. Mazeina, Y. N. Picard, J. D. Caldwell, E. R. Glaser, and S. M. Prokes, 
―Growth and photoluminescence properties of vertically aligned SnO2 
nanowires,‖ Journal of Crystal Growth, vol. 311, no. 11. pp. 3158–3162, 2009. 
[93] A. Dey, ―Materials Science & Engineering B Semiconductor metal oxide gas 
sensors : A review,‖ Materials Science and Engineering B, vol. 229. pp. 206–
217, 2018. 
[94] H. Liu, L. Zhang, K. Li, and O. Tan, ―Microhotplates for Metal Oxide 
Semiconductor Gas Sensor Applications—Towards the CMOS-MEMS 
Monolithic Approach,‖ Micromachines, vol. 9, no. 11, p. 557, Oct. 2018. 
[95] K. Potje-Kamloth, ―Semiconductor junction gas sensors,‖ Chemical Reviews, 
vol. 108, no. 2. pp. 367–399, 2008. 
[96] M. Chen, X. Xia, Z. Wang, Y. Li, J. Li, and C. Gu, ―Rectifying ehavior of 
individual SnO2 nanowire by different metal electrode contacts,‖ 
Microelectronic Engineering, vol. 85, no. 5–6. pp. 1379–1381, 2008. 
[97] M. J. Toohey, ―Electrodes for nanodot- ased gas sensors,‖ Sensors Actuators B 
Chem., vol. 105, no. 2, pp. 232–250, Mar. 2005. 
139 
[98] S. Lee, ―Electrodes for Semiconductor Gas Sensors,‖ Sensors, vol. 17, no. 4, p. 
683, Mar. 2017. 
[99] N. M. Shaalan, T. Yamazaki, and T. Kikuta, ―Influence of morphology and 
structure geometry on NO2 gas-sensing characteristics of SnO2 nanostructures 
synthesized via a thermal evaporation method,‖ Sensors Actuators, B Chem., vol. 
153, no. 1, pp. 11–16, Mar. 2011. 
[100] B. G. Kim, D. G. Lim, J. H. Park, Y. J. Choi, and J. G. Park, ―In-situ bridging of 
SnO 2 nanowires between the electrodes and their NO 2 gas sensing 
characteristics,‖ Applied Surface Science, vol. 257, no. 10. pp. 4715–4718, 2011. 
[101] L. V. Thong, L. T. N. Loan, and N. Van Hieu, ―Comparative study of gas sensor 
performance of SnO2 nanowires and their hierarchical nanostructures,‖ Sensors 
and Actuators, B: Chemical, vol. 150, no. 1. pp. 112–119, 2010. 
[102] L. V. Thong et al., ―On-chip fabrication of SnO2-nanowire gas sensor: The 
effect of growth time on sensor performance,‖ Sensors and Actuators, B: 
Chemical, vol. 146, no. 1. pp. 361–367, 2010. 
[103] D. Dang, L. Duc, H. Si, T. Dai, T. Trung, and N. Van Hieu, ―Selective detection 
of carbon dioxide using LaOCl-functionalized SnO 2 nanowires for air-quality 
monitoring,‖ Talanta, vol. 88. pp. 152–159, 2012. 
[104] N. Van Hieu, H. R. Kim, B. K. Ju, and J. H. Lee, ―Enhanced performance of 
SnO2 nanowires ethanol sensor y functionalizing with La2O3,‖ Sensors and 
Actuators, B: Chemical, vol. 133, no. 1. pp. 228–234, 2008. 
[105] A. Sharma, M. Tomar, and V. Gupta, ―Sensors and Actuators B : Chemical SnO 
2 thin film sensor with enhanced response for NO 2 gas at lower temperatures,‖ 
Sensors & Actuators: B. Chemical, vol. 156, no. 2. pp. 743–752, 2011. 
[106] A. Sharma, M. Tomar, and V. Gupta, ―A low temperature operated NO2 gas 
sensor based on TeO2/SnO2 p-n heterointerface,‖ Sensors and Actuators, B: 
Chemical, vol. 176. pp. 875–883, 2013. 
[107] Y.-J. Choi, I.-S. Hwang, J.-G. Park, K. J. Choi, J.-H. Park, and J.-H. Lee, ―Novel 
fa rication of an SnO 2 nanowire gas sensor with high sensitivity,‖ 
140 
Nanotechnology, vol. 19, no. 9, p. 095508, Mar. 2008. 
[108] Y. Wang et al., ―Low-Temperature H 2 S Detection with Hierarchical Cr-Doped 
WO 3 Microspheres,‖ ACS Appl. Mater. Interfaces, vol. 8, no. 15, pp. 9674–
9683, Apr. 2016. 
[109] A. Buerke, H. Wendrock, and K. Wetzig, ―Study of electromigration damage in 
Al interconnect lines inside a SEM,‖ Cryst. Res. Technol., vol. 35, no. 6, pp. 
721–730, Jul. 2000. 
[110] H. V. Nguyen et al., ―Fast temperature cycling and electromigration induced thin 
film cracking in multilevel interconnection: Experiments and modeling,‖ 
Microelectronics Reliability, vol. 42, no. 9–11. pp. 1415–1420, 2002. 
[111] C. H. Liu, L. Zhang, and Y. J. He, ―Properties and mechanism study of Ag doped 
SnO 2 thin films as H 2 S sensors,‖ Thin Solid Films, vol. 304, no. 1–2. pp. 13–
15, 1997. 
[112] I.-S. Hwang et al., ―Facile Control of C 2 H 5 OH Sensing Characteristics y 
Decorating Discrete Ag Nanoclusters on SnO 2 Nanowire Networks,‖ ACS Appl. 
Mater. Interfaces, vol. 3, no. 8, pp. 3140–3145, Aug. 2011. 
[113] J. W. Yoon, Y. J. Hong, Y. C. Kang, and J. H. Lee, ―High performance 
chemiresistive H2S sensors using Ag-loaded SnO2 yolk-shell nanostructures,‖ 
RSC Adv., vol. 4, no. 31, pp. 16067–16074, 2014. 
[114] P. S. Kolhe, P. M. Koinkar, N. Maiti, and K. M. Sonawane, ―Synthesis of Ag 
doped SnO2 thin films for the evaluation of H2S gas sensing properties,‖ Phys. B 
Condens. Matter, vol. 524, pp. 90–96, Nov. 2017. 
[115] S.-J. Kim, S.-J. Choi, J.-S. Jang, H.-J. Cho, and I.-D. Kim, ―Innovative 
Nanosensor for Disease Diagnosis,‖ Acc. Chem. Res., vol. 50, no. 7, pp. 1587–
1596, Jul. 2017. 
[116] A. Schutze, A. Gramm, and T. Ruhl, ―Identification of Organic Solvents y a 
Virtual Multisensor System with Hierarchical Classification,‖ IEEE, vol. 4, no. 
6. pp. 382–387, 2002. 
[117] W. Wojnowski, T. Majchrzak, T. Dymerski, J. Gę icki, and J. Namieśnik, 
141 
―Porta le electronic nose ased on electrochemical sensors for food quality 
assessment,‖ Sensors (Switzerland), vol. 17, no. 12, p. 2715, Nov. 2017. 
[118] Y. Chen, P. Xu, T. Xu, D. Zheng, and X. Li, ―ZnO-nanowire size effect induced 
ultra-high sensing response to ppb-level H2S,‖ Sensors Actuators B Chem., vol. 
240, pp. 264–272, Mar. 2017. 
[119] A. Kumar et al., ―Fast Response and High Sensitivity of ZnO Nanowires - 
Cobalt Phthalocyanine Heterojunction Based H2S Sensor,‖ ACS 
Appl. Mater. Interfaces, vol. 7, no. 32, pp. 17713–17724, Aug. 2015. 
[120] H. M. Ammann, ―A new look at physiologic respiratory response to H2S 
poisoning,‖ Journal of Hazardous Materials, vol. 13, no. 3. pp. 369–374, 1986. 
[121] S. Singh and H. Lin, ―Hydrogen Sulfide in Physiology and Diseases of the 
Digestive Tract,‖ Microorganisms, vol. 3, no. 4. pp. 866–889, 2015. 
[122] K. Saksrithai and A. J King, ―Controlling Hydrogen Sulfide Emissions during 
Poultry Productions,‖ J. Anim. Res. Nutr., vol. 03, no. 01, 2018. 
[123] M. Rivai, F. Budiman, D. Purwanto, and J. Simamora, ―Meat freshness 
identification system using gas sensor array and color sensor in conjunction with 
neural network pattern recognition,‖ J. Theor. Appl. Inf. Technol., vol. 96, no. 
12, pp. 3861–3872, 2018. 
[124] S. W. Choi, A. Katoch, J. Zhang, and S. S. Kim, ―Electrospun nanofi ers of 
CuO-SnO2 nanocomposite as semiconductor gas sensors for H2S detection,‖ 
Sensors and Actuators, B: Chemical, vol. 176. pp. 585–591, 2013. 
[125] A. Stanoiu et al., ―Sensors based on mesoporous SnO2 -CuWO4 with high 
selective sensitivity to H 2 S at low operating temperature,‖ J. Hazard. Mater., 
vol. 331, pp. 150–160, Jun. 2017. 
[126] J. Gong, Q. Chen, M. R. Lian, N. C. Liu, R. G. Stevenson, and F. Adami, 
―Micromachined nanocrystalline silver doped SnO2 H2S sensor,‖ Sensors and 
Actuators, B: Chemical, vol. 114, no. 1. pp. 32–39, 2006. 
[127] D. N. Chavan, G. E. Patil, D. D. Kajale, V. B. Gaikwad, P. K. Khanna, and G. H. 
Jain, ―Nano Ag-doped In2O3 thick film: A low-temperature H2S gas sensor,‖ 
142 
Journal of Sensors, vol. 2011. 2011. 
[128] M. S. Barbosa, P. H. Suman, J. J. Kim, H. L. Tuller, J. A. Varela, and M. O. 
Orlandi, ―Gas sensor properties of Ag- and Pd-decorated SnO micro-disks to 
NO2, H2 and CO: Catalyst enhanced sensor response and selectivity,‖ Sensors 
Actuators, B Chem., vol. 239, pp. 253–261, Feb. 2017. 
[129] Y. Qin, D. Liu, T. Zhang, and Z. Cui, ―Ultrasensitive Silicon Nanowire Sensor 
Developed by a Special Ag Modification Process for Rapid NH 3 Detection,‖ 
ACS Appl. Mater. Interfaces, vol. 9, no. 34, pp. 28766–28773, Aug. 2017. 
[130] Z. Yin et al., ―Aligned hierarchical Ag/ZnO nano-heterostructure arrays via 
electrohydrodynamic nanowire template for enhanced gas-sensing properties,‖ 
Scientific Reports, vol. 7, no. 1. 2017. 
[131] H. W. Kim, H. G. Na, D. S. Kwak, H. Y. Cho, and Y. J. Kwon, ―Enhanced Gas 
Sensing Characteristics of Ag2O-Functionalized Networked In2O3 Nanowires,‖ 
Jpn. J. Appl. Phys., vol. 52, no. 10S, p. 10MD01, Oct. 2013. 
[132] Chen, X., Guo, Z., Xu, W. -H., Yao, H. -B., Li, M.-Q., Liu, J.-H., Huang, X.-J., 
Yu, S.-H., ―Templating Synthesis of SnO2 Nanotu es Loaded with Ag2O 
Nanoparticles and Their Enhanced Gas Sensing Properties,‖. Adv. Funct. Mater. 
21, 2049–2056, 2011. 
[133] Hui Li, Dehan Luo, Yunlong Sun and Hamid GholamHosseini, ―Classification 
and Identification of Industrial Gases Based on Electronic Nose Technology,‖ 
Sensors, 19, 5033, 2019. 
[134] M. A. Akbar et al., ―An Empirical Study for PCA- and LDA-Based Feature 
Reduction for Gas Identification,‖ IEEE Sens. J., vol. 16, no. 14, pp. 5734–5746, 
Jul. 2016. 
143 
DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 
1. Ha Minh Tan, Chu Manh Hung, Trinh Minh Ngoc, Hugo Nguyen, Nguyen 
Duc Hoa, Nguyen Van Duy, Nguyen Van Hieu (2017), Novel Self-Heated Gas Sensors 
Using on-Chip Networked Nanowires with Ultralow Power Consumption, ACS Appl. 
Mater. Interfaces, 9, 6153−6162. 
2. Nguyen Kien, Chu Manh Hung, Trinh Minh Ngoc, Dang Thi Thanh Le, 
Nguyen Duc Hoa, Nguyen Van Duy, Nguyen Van Hieu (2017), Low-temperature 
prototype hydrogen sensors using Pd-decorated SnO2 nanowires for exhaled breath 
applications, Sensors and Actuators B: Chemical, vol. 253, pp. 156–163. 
3. Trịnh Minh Ngọc, Chử Mạnh Hưng, Nguyễn Ngọc Trung, Nguyễn Văn Duy 
(SPMS2017), Enhanced Hydrogen sensitivity of self-heating sensor using SnO2 
nanowires network by catalyst, Proceeding of the 10th Vietnam national conference on 
solid state physics and materials science, pp. 376-379. 
4. Trinh Minh Ngoc, Hugo Nguyen, Chu Manh Hung, Nguyen Ngoc Trung, 
Nguyen Van Duy (ACCS2017), H2S Sensing Characteristics of Self-heated Ag-coated 
SnO2 nanowires, Proceeding of the 12th Asian Conference on Chemical Sensors, pp 
350-353. 
5. Trinh Minh Ngoc, Nguyen Van Duy, Chu Manh Hung, Nguyen Duc Hoa, 
Nguyen Ngoc Trung, Hugo Nguyen, Nguyen Van Hieu (2018) Ultralow power 
consumption gas sensor based on a self-heated nanojunction of SnO2 nanowires, RSC 
Adv., 8, 36323–36330. 
6. Trinh Minh Ngoc, Nguyen Van Duy, Chu Manh Hung, Nguyen Duc Hoa, 
Hugo Nguyen, Matteo Tonezzer, Nguyen Van Hieu (2019), Self-heated Ag-decorated 
SnO2 nanowires with low power consumption used as a predictive virtual multisensor 
for H2S-selective sensing, Analytica Chimica Acta 1069, 108-116. 
144 
7. Trinh Minh Ngoc, Nguyen Van Duy, Nguyen Duc Hoa, Chu Manh Hung, 
Hugo Nguyen, Nguyen Van Hieu (2019), Effective design and fabrication of low-
power-consumption self-heated SnO2 nanowire sensors for reducing gases, Sensors 
and Actuators B: Chemical, vol. 295, pp. 144-152.