Nghiên cứu chế tạo cảm biến khí CO và CO2 trên cơ sở vật liệu dây nano SnO2

i 
MỤC LỤC 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .............................................................. vi 
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .......................................................................................... vii 
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ............................................................................................... vii 
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1 
CHƯƠNG 1:. ......................................................................................................................... 5 
TỔNG QUAN . ...................................................................................................................... 5 
1.1. Mở đầu ......................................................................................................................... 5 
1.2. Phân loại các cấu trúc nano một chiều ........................................................................... 6 
1.3. Phương pháp chế tạo vật liệu có cấu trúc nano một chiều .............................................. 6 
1.3.1. Phương pháp chế tạo từ trên xuống (top-down) ...................................................... 6 
1.3.2. Phương pháp từ dưới lên (bottom-up) ..................................................................... 7 
1.4. Một số ứng dụng quan trọng của vật liệu nano một chiều .............................................. 7 
1.4.1. Ứng dụng làm laser ................................................................................................ 7 
1.4.2. Ứng dụng trong chế tạo pin mặt trời ....................................................................... 8 
1.4.3. Ứng dụng trong linh kiện phát xạ trường ................................................................ 9 
1.4.4. Ứng dụng trong cảm biến khí ................................................................................. 9 
1.5. Cơ chế nhạy khí của cấu trúc nano một chiều .............................................................. 10 
1.5.1. Cảm biến khí trên cơ sở dây nano SnO2 ................................................................ 10 
1.5.2. Cơ chế nhạy khí của vật liệu cấu trúc nano một chiều ........................................... 13 
1.5.2.1. Cơ chế nhạy khí chung của vật liệu oxit kim loại bán dẫn .............................. 13 
1.5.2.2. Cơ chế nhạy khí của vật liệu cấu trúc nano một chiều (dây nano) ................... 15 
1.6. Tổng quan về vật liệu dây nano SnO2 ......................................................................... 16 
ii 
1.6.1. Cấu trúc của vật liệu dây nano SnO2 ..................................................................... 16 
1.6.2. Tính chất quang của dây nano SnO2 ..................................................................... 18 
1.6.3. Tính chất điện của dây nano SnO2 ........................................................................ 19 
1.6.4. Một số phương pháp chế tạo dây nano SnO2 ......................................................... 20 
1.6.4.1. Phương pháp bốc bay nhiệt theo cơ chế hơi lỏng rắn (VLS) ........................... 20 
1.6.4.2. Phương pháp bốc bay chùm điện tử................................................................ 24 
1.6.4.3. Phương pháp mọc trong dung dịch ................................................................. 26 
1.6.4.4. Phương pháp sử dụng khuôn .......................................................................... 27 
1.7. Dây nano SnO2 ứng dụng trong cảm biến khí .............................................................. 29 
1.7.1. Các đại lượng đặc trưng cơ bản của cảm biến khí ................................................. 29 
1.7.1.1. Độ đáp ứng - độ nhạy ..................................................................................... 29 
1.7.1.2. Độ chọn lọc ................................................................................................... 30 
1.7.1.3. Thời gian đáp ứng và thời gian hồi phục ........................................................ 30 
1.7.1.4. Độ ổn định – độ bền ....................................................................................... 30 
1.7.2. Một số phương pháp chế tạo cảm biến dây nano SnO2 .......................................... 30 
1.7.2.1. Phương pháp chế tạo gián tiếp (post-synthesis) .............................................. 30 
1.7.2.2. Phương pháp chế tạo mọc trực tiếp (on-chip growth) ..................................... 32 
1.7.3. Biến tính bề mặt dây nano SnO2 ........................................................................... 33 
1.8. Kết luận chương 1 ...................................................................................................... 35 
CHƯƠNG 2: CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT NHẠY KHÍ CỦA DÂY NANO SnO2 .......... 36 
2.1. Giới thiệu ................................................................................................................... 36 
2.2. Chế tạo dây nano SnO2 bằng phương pháp bốc bay nhiệt ............................................ 37 
2.2.1. Thiết bị và hóa chất .............................................................................................. 37 
iii 
2.2.2. Quy trình thực nghiệm chế tạo dây nano SnO2...................................................... 38 
2.2.3. Kết quả nghiên cứu hình thái và cấu trúc của vật liệu ........................................... 41 
2.2.3.1. Kết quả chế tạo dây nano SnO2 sử dụng bột Sn .............................................. 41 
2.2.3.2. Kết quả chế tạo dây nano SnO2 sử dụng bột SnO ........................................... 46 
2.2.4. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng tới quá trình chế tạo dây nano ......................... 48 
2.2.4.1. Ảnh hưởng của tốc độ tăng nhiệt .................................................................... 48 
2.2.4.2. Ảnh hưởng của thời gian mọc ........................................................................ 50 
2.2.4.3. Ảnh hưởng của chiều dày lớp xúc tác ............................................................. 51 
2.3. Chế tạo và tính chất nhạy khí của cảm biến dây nano SnO2 ......................................... 52 
2.3.1. Hệ khảo sát tính chất nhạy khí của vật liệu ........................................................... 52 
2.3.2. Cảm biến chế tạo bằng phương pháp cạo-phủ (Paste-coating) ............................... 54 
2.3.3. Cảm biến chế tạo bằng phương pháp nhỏ-phủ (Drop-coating) .............................. 55 
2.3.4. Cảm biến chế tạo bằng phương pháp mọc trực tiếp kiểu bắc cầu (Junction-
nanowires) ..................................................................................................................... 58 
2.3.5. Cảm biến chế tạo bằng phương pháp mọc trực tiếp kiểu mạng lưới (Network-
nanowires) ..................................................................................................................... 66 
2.4. Kết luận chương 2 ...................................................................................................... 71 
CHƯƠNG 3: CẢM BIẾN KHÍ CO2 TRÊN CƠ SỞ DÂY NANO SnO2 BIẾN TÍNH 
LaOCl .................................................................................................................................. 72 
3.1. Mở đầu ....................................................................................................................... 72 
3.1.1. Giới thiệu về khí CO2 ........................................................................................... 72 
3.1.2. Tình hình nghiên cứu cảm biến khí CO2 ............................................................... 73 
3.2. Kết quả nghiên cứu chế tạo cảm biến khí CO2............................................................. 75 
3.2.1. Thực nghiệm ........................................................................................................ 75 
iv 
3.2.2. Kết quả chế tạo và khảo sát tính chất của vật liệu ................................................. 76 
3.2.3. Kết quả khảo sát tính chất nhạy khí CO2 của cảm biến ......................................... 79 
3.2.3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ ủ .............................................................................. 79 
3.2.3.2. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch biến tính .................................................. 82 
3.2.3.3. Thời gian đáp ứng và hồi phục của cảm biến .................................................. 84 
3.2.3.4. Độ chọn lọc của cảm biến .............................................................................. 86 
3.2.3.5. Cơ chế nhạy khí của cảm biến ........................................................................ 88 
3.3. Hoàn thiện sản phẩm cảm biến khí CO2 bằng công nghệ vi cơ điện tử (MEMS) .......... 91 
3.3.1. Quy trình chế tạo cảm biến sử dụng công nghệ MEMS......................................... 92 
3.3.2. Kết quả khảo sát tính chất nhạy khí của cảm biến ................................................. 96 
3.4. Kết luận chương 3 .......................................................................................................... 97 
CHƯƠNG 4: CẢM BIẾN KHÍ CO TRÊN CƠ SỞ DÂY NANO SnO2 BIẾN TÍNH Pd .. 99 
4.1. Mở đầu ....................................................................................................................... 99 
4.1.1. Giới thiệu về khí CO ............................................................................................ 99 
4.1.2. Tình hình nghiên cứu về cảm biến khí CO .......................................................... 101 
4.2. Kết quả nghiên cứu chế tạo cảm biến khí CO ............................................................ 103 
4.2.1. Cảm biến dây nano SnO2 biến tính Pd bằng phương pháp nhỏ phủ ..................... 103 
4.2.1.1. Quy trình chế tạo cảm biến và biến tính Pd bằng phương pháp nhỏ phủ ....... 103 
4.2.1.2. Kết quả chế tạo cảm biến và khảo sát tính chất nhạy khí .............................. 103 
4.2.2. Cảm biến dây nano SnO2 biến tính Pd bằng phương pháp khử trực tiếp .............. 105 
4.2.2.1. Quy trình biến tính Pd bằng phương pháp khử trực tiếp ............................... 105 
4.2.2.2. Kết quả chế tạo cảm biến và khảo sát tính chất nhạy khí .............................. 106 
4.2.3. Cảm biến dây nano SnO2 biến tính Pd trên điện cực thương phẩm ...................... 110 
v 
4.2.3.1. Quy trình chế tạo cảm biến trên điện cực thương phẩm ................................ 110 
4.2.3.2. Kết quả chế tạo cảm biến và hình thái của vật liệu ....................................... 111 
4.2.3.3. Kết quả khảo sát tính chất nhạy khí CO........................................................ 115 
4.3. Hoàn thiện sản phẩm cảm biến khí CO chế tạo bằng công nghệ MEMS .................... 120 
4.3.1. Quy trình chế tạo cảm biến sử dụng công nghệ MEMS....................................... 120 
4.3.2. Đặc trưng nhạy khí CO của cảm biến ................................................................. 121 
4.4. Kết luận chương 4 .................................................................................................... 122 
KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................ 124 
DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ .................................................................. 126 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................ 128 
vi 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 
TT 
Ký hiệu, 
viết tắt 
Tên tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt 
1. CVD Chemical Vapour Deposition Lắng đọng hóa học pha hơi 
2. VLS Vapour Liquid Solid Hơi-lỏng-rắn 
3. VS Vapour Solid Hơi-rắn 
4. UV Ultraviolet Tia cực tím 
5. MFC Mass Flow Controllers Bộ điều khiển lưu lượng khí 
6. ppb Parts per billion Một phần tỷ 
7. ppm Parts per million Một phần triệu 
8. SEM Scanning Electron Microscope Kính hiển vi điện tử quét 
9. TEM Transmission Electron Microscope Kính hiển vi điện tử truyền qua 
10. XRD X-Ray Diffraction Nhiễu xạ tia X 
11. FESEM 
Field Emission Scanning Electron 
Microsope 
Kính hiển vi điện tử quét phát xạ 
trường 
12. HRTEM 
High Resolution Transmission 
Electron Microsope 
Hiển vi điện tử truyền qua phân 
giải cao 
13. EDS/EDX 
Energy Dispersive X-ray 
Spectroscopy 
Phổ nhiễu xạ điện tử tia X 
14. ITIMS 
International Training Institute for 
Materials Science 
Viện Đào tạo Quốc tế về Khoa học 
Vật liệu 
15. MEMS 
Micro-Electro Mechanical 
Systems 
Hệ thống vi cơ điện tử 
16. SMO Semiconducting Metal Oxides Oxit kim loại bán dẫn 
17. JCPDS 
Joint Committee on Powder 
Diffraction Standards 
Ủy ban chung về tiêu chuẩn nhiễu 
xạ của vật liệu bột 
18. Ra Rair Điện trở đo trong không khí 
19. Rg Rgas Điện trở đo trong khí thử 
20. S Sensitivity Độ hồi đáp/Độ đáp ứng 
21. Donors Các tâm cho điện tử 
22. Acceptors Các tâm nhận điện tử 
vii 
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 
Bảng 1.1. Thống kê một số công trình công bố về cảm biến khí trên cơ sở dây nano 
SnO2 ..10 
Bảng 2.1. Dải nồng độ khí NO2 (sử dụng khí chuẩn NO2 0,1 %) .53 
Bảng 3.1. Sản phẩm cháy của một số loại chất cháy [31] ..72 
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của khí CO2 đến sức khỏe con người [42] ..73 
Bảng 3.3. So sánh độ đáp ứng khí CO2 (2000 ppm) của các loại cảm biến81 
Bảng 4.1. Ảnh hưởng của nồng độ khí CO đến sức khỏe con người [42] .99 
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 
Hình 1.1. Thống kê số lượng các công trình công bố liên quan đến vật liệu ZnO, SnO2, 
TiO2, In2O3 và WO3 trong 10 năm (2004-2013) [Nguồn ScienceDirect] ..6 
Hình 1.2. Các cấu trúc một chiều: (a) sợi nano; (b) cấu trúc lõi-vỏ; (c) ống nano; (d) cấu 
trúc dị thể; (e), (f) đai/thanh nano; (g) cấu trúc hình cây; (h) cấu trúc nhánh; (i) dạng các nano 
cầu kết hợp; (j) dạng lò xo [162] 7 
Hình 1.3. Cấu trúc răng lược (a); Ảnh quang học trường xa của phát xạ ánh sáng từ dây 
nano ZnO (b) và phổ phát xạ phụ thuộc vào năng lượng kích thích (c) [149]...9 
Hình 1.4. Đặc trưng đáp ứng khí của cảm biến sử dụng hạt nano và dây nano SnO2..11 
Hình 1.5. So sánh độ đáp ứng khí của cảm biến trên cơ sở hạt và dây nano SnO2 trước 
(a,c) và sau 46 ngày (b,d)..12 
Hình 1.6. Cảm biến khí trên cơ sở transistor hiệu ứng trường dây nano SnO2: mô hình 
linh kiện FET dây nano (a), linh kiện FET dây nano (b) và đặc trưng nhạy khí O2 khi đo dòng 
nguồn máng IDS lúc có và không có O2.13 
Hình 1.7. Cảm biến sử dụng hiệu ứng tự đốt nóng trên cơ sở đơn dây nano SnO2: (a) sự 
phụ thuộc của nhiệt độ đốt nóng vào dòng điện, (b) đặc trưng nhạy khí NO2 của cảm biến khi 
áp dòng điện 0,1 nA và 10 nA..13 
viii 
Hình 1.8. Sơ đồ biểu diễn sự thay đổi điện trở của cảm biến bán dẫn loại n và p ...14 
Hình 1.9. Mô hình giải thích sự thay đổi rào thế của vật liệu oxit kim loại bán dẫn đối 
với khí khử ...15 
Hình 1.10. Mô hình giải thích cơ chế nhạy khí của dây nano ...16 
Hình 1.11. Mô hình cấu trúc ô cơ sở của vật liệu SnO2 [28] ... n method, Industrial & Engineering Chemistry Research 48, 
pp. 2819-2825. 
[100] O.V. Manoilova, S.G. Podkolzin, B. Tope, J. Lercher, E.E. Stangland, J.M. Goupil, 
B.M. Weckhuysen (2004), Surface acidity and basicity of La2O3, LaOCl and LaCl3 
characterized by IR spectroscopy, TPD and DFT calculation, Journal of Physical 
Chemistry 108, pp. 15770-15781. 
[101] O.V. Safonova, G. Delabouglise, B. Chenevier, A.M. Gaskov, M. Labeau (2002), 
CO and NO2 gas sensitivity of nanocrystalline tin dioxide thin films doped with Pd, Ru 
and Rh, Materials Science and Engineering C 21, pp. 105-111. 
[102] P.G. Li, X. Guo, X.F. Wang, W.H. Tang (2009), Synthesis, photoluminescence and 
dielectric properties of O-deficient SnO2 nanowires, Journal of Alloys and 
Compounds 479, pp. 74-77. 
[103] P. Manjula, S. Arunkumar, Sunkara V. Manorama (2011), Au/SnO2 an excellent 
material for room temperature carbon monoxide sensing, Sensors and Actuators B 
152, pp. 168-175. 
[104] P. Yang, R. Yan, M. Fardy (2010), Semiconductor nanowire: what’s next? Nano 
Letters 10, pp. 1529-1536. 
[105] Q. Kuang, C.S. Lao, Z. Li, Y.Z. Liu, Z.X. Xie, L.S. Zheng and Z.L. Wang (2008), 
Enhancing the photon-and gas-sensing properties of a single SnO2 nanowires based 
nanodevice by nanoparticle surface functionalization, Journal of Physical Chemistry 
C 112, pp. 11539-11544. 
[106] Q.T. Khuc, X.H. Vu, D.V. Dang and D.C. Nguyen (2010), Influence of hydrothermal 
temperature on SnO2 nanorods formation, Journal of Advances in Natural Science: 
Nanoscience and Nanotechology 1, pp. 025010. 
[107] Q. Zhao, X. Y. Xu, X. F. Song (2006), Enhaned field emission from ZnO nanorods 
via thermal annealing in oxygen, Applied Physics Letters 88, pp. 102-105. 
[108] R.K. Sharma, P.C.H. Chan, Z. Tang, G. Yan, I.M. Hsing, J.K.O. Sin (2001), 
137 
Investigation of stability and reliability of tin oxide thin-film for integrated micro-
machined gas sensor devices, Sensors and Actuators B 81, pp. 9-16. 
[109] R.K. Joshi, Q. Hu, F. Alvi, N. Joshi, and A. Kumar (2009), Au decorated zinc oxide 
nanowires for CO sensing, Journal of Physical Chemistry C 113, pp. 16199-16202. 
[110] R.R. Kumar, K.N. Rao, A.R. Phani (2013), Self catalytic growth of SnO2 branched 
nanowires by thermal evaporation, Materials Letters 92, pp. 243-246. 
[111] R.R. Kumar, K.N. Rao, K. Rajanna, A.R. Phani (2013), Low temperature growth of 
SnO2 nanowires by electron beam evaporation and their application in UV light 
detection, Materials Research Bulletin 48, pp. 1545-1552. 
[112] R. Wang, H. He, L.C. Liu, H.X. Dai and Z. Zhao (2012), Shape-dependent catalytic 
activity of palladium nanocrystals for the oxidation of carbon monoxide, Catalysis 
Science & Technology 2, pp. 575-580. 
[113] S. Banerjee, A. Dan, D. Chakravorty (2002), Review synthesis of conducting 
nanowires, Journal of Materials Science 37, pp. 4261-4271. 
[114] S. Dmitriev, Y. Lilach, B. Button, M. Moskovits, A. Kolmakov (2007), 
Nanoengineered chemiresistors: the interplay between electron transport and 
chemisorption properties of morphologically encoded SnO2 nanowires, 
Nanotechnology 18, pp. 055707 (6pp). 
[115] S.V. Kalinin, J. Shin, S. Jesse, D. Geohegan, A. P. Baddorf, Y. Lilach, M. 
Moskovits and A. Kolmakov (2005), Electronic transport imaging in a multiwires 
SnO2 chemical field-effect transistor device, Journal of Applied Physics 98, pp. 
44503-44511. 
[116] S. Wei, Y. Yu, M. Zhou (2010), CO gas sensing of Pd-doped ZnO nanofibers 
synthesized by electrospinning method, Materials Letters 64, pp. 2284-2286. 
[117] S.H. Hahn, N. Barsan, U. Weimar, S.G. Ejakov, J.H. Visser, R.E. Soltis (2003), CO 
sensing with SnO2 thick film sensors: role of oxygen and water vapour, Thin Solid 
Films 436, pp. 17-24. 
[118] S. Luo, P.K. Chu, W. Liu, M. Zhang, C. Lin (2006), Origin of low-temperature 
photoluminescence from SnO2 nanowires fabricated by thermal evaporation and 
annealed in different ambients, Applied Physics Letters 88, pp. 183112-183113. 
[119] S. Phadungdhitidhada, S. Thanasanvorakun, P. Mangkorntong, S. Choopun, N. 
Mangkorntong, D. Wongratanaphisan (2011), SnO2 nanowires mixed nanodendrites 
for high ethanol sensor response, Current Applied Physics 11, pp. 1368-1373. 
[120] S.P. Mondal, S.K. Ray, J. Ravichandran and I. Manna (2010), Temperature 
138 
dependent growth and optical properties of SnO2 nanowires and nanobelts, Bulletin 
of Materials Science 33, pp. 357-364. 
[121] S.S. Kim, J.Y. Park, S.W. Choi, H.G. Na, J.C. Yang, H.W. Kim (2011), Enhanced 
NO2 sensing characteristics of Pd-functionalized networked In2O3 nanowires, Journal 
of Alloys and Compounds 509, pp. 9171-9177. 
[122] S.R. Morrison (1997), The chemical physics of surface, Plenum Press, New York. 
[123] S. Park, H. Kim, C. Jin, S.W. Choi, S.S. Kim, C.Lee (2012), Enhanced CO gas 
sensing properties of Pt-functionalized WO3 nanorods, Thermochimica Acta 542, pp. 
69-73. 
[124] S. Choopun, N. Hongsith and E. Wongrat (2012), Nanowires-Recent Advances, 
Chapter 1-Metal Oxide Nanowires for Gas Sensors, book edited by Xihong Peng, 
ISBN 978-953-51-0898-6, pp. 1-22. 
[125] S. Phadungdhitidhada, S. Thanasanvorakun, P. Mangkorntong, S. Choopun, N. 
Mangkorntong, D. Wongratanaphisan (2011), SnO2 nanowires mixed nanodendrites 
for high ethanol sensor response, Current Applied Physics 11, pp. 1368-1373. 
[126] S.W. Choi, S.S. Kim (2012), Room temperature CO sensing of selectivity grown 
networked ZnO nanowires by Pd nanodot functionalization, Sensors and Actuators B 
168, pp. 8-13. 
[127] S. Mulmi, A. Hassan, P. P. Almao, V. Thangadurai (2013), Detecting CO2 at ppm 
level in synthetic air using mixied conducting double perovskite-type metal oxides, 
Sensors and Actuators B 178, pp. 598-605. 
[128] S.Y. Lee, Y.H. Shin, Y. Kim, S. Kim, S. Ju (2011), Emission characteristics of 
diameter controlled SnO2 nanowires, Journal of Luminescence 131, pp. 2565-2568. 
[129] T. Tao, Q. Chen, H. Hu, Y. Chen (2011), Tree-like SnO2 nanowires and optical 
properties, Materials Chemistry and Physics 126, pp. 128-132. 
[130] T. Krishnakumar, R. Jayaprakash, T. Prakash, D. Sathyaraj, N. Donato, S. Licoccia, 
M. Latino, A. Stassi and G. Neri (2011), CdO-based nanostructures as novel CO2 gas 
sensors, Nanotechnology 22, pp. 325501(8pp). 
[131] T. Zhang, L. Liu, Q. Qi, S. Li, G. Lu (2009), Development of microstructure In/Pd-
doped SnO2 sensor for low-level CO detection, Sensors and Actuators B 139, pp. 
287-291. 
[132] Trends in Atmospheric Carbon Dioxide,  
[133] T. Seiyama, A. Kato, K. Fulishi, M. Nagatami (1962), A new detector for gaseous 
components using semiconductive thin films, Analytical Chemistry 34, pp. 1502-
139 
1503. 
[134] T. Zhanga, L. Liu, Q. Qi, S. Li, G. Lu (2009), Development of microstructure In/Pd-
doped SnO2 sensor for low-level CO detection, Sensors and Actuators B 139, pp. 287-
291. 
[135] U. Hoefer, G. Kulner, W. Schweizer, G. Sulz, K. Steiner (1994), CO and CO2 thin-
film SnO2 gas sensors on Si substrates, Sensors and Actuators B 22, pp. 115-119. 
[136] V. Sysoev, J. Goschnick, T. Schneider, E. Strelcov, A. Kolmakov (2007), A gradient 
microarray electronic nose based on percolating SnO2 nanowire sensing elements, 
Nano Letters 7, pp. 3182-3188. 
[137] W. Yin, B. Wei, C. Hu (2009), In situ growth of SnO2 nanowires on the surface of 
Au-coated Sn grains using water-assisted chemical vapor deposition, Chemical 
Physics Letters 471, pp. 11-16. 
[138] X. Xu, J. Zhuang, X. Wang (2008), SnO2 quantum dots and quantum wires: 
controllable synthesis, self-assembled 2D architectures, and gas-sensing properties, 
J. Am. Chem. Soc. 130, pp. 12527–35. 
[139] W.S. Kim, D. Kim, K.J. Choi, J.G. Park and S.H. Hong (2010), Epitaxial 
Directional Growth of Tin Oxide (101) Nanowires on Titania (101) substrate, Crystal 
Growth & Design 10, pp. 4746-4751. 
[140] X. Chen, C.K.Y. Wong, C.A. Yuan, G. Zhang (2013), Nanowire-based gas sensors: 
Review, Sensors and Actuators B 177, pp. 178-195. 
[141] X. Li, J.H. Cho, P. Kurup, Z. Gu (2012), Novel sensor array based on doped tin 
oxide nanowires for organic vapor detection, Sensors and Actuators B 162, pp. 251-
258. 
[142] X. Xie, Z. Shao, Q. Yang, X. Shen, W. Zhu, X. Hong, G. Wang (2012), 
Controllable synthesis of SnO2 nanowires and nanobelts by Ga catalysts, Journal of 
Solid State Chemistry 191, pp. 46-50. 
[143] X. Li, R. Ramasamy, P.K. Dutta (2009), Study of the resistance behavior of anatase 
and rutile thick films towards carbon monoxide and oxygen at high temperatures and 
possibilities for sensing applications, Sensors and Actuators B 143, pp. 308-315. 
[144] X.T. Zhou, F. Heigl, M.W. Murphy, T.K. Sham, T. Regier, I. Coulthard and R.I.R. 
Blyth (2006), Time-resolved X-ray excited optical luminescence from SnO2 
nanoribbons: Direct evidence for the origin of the blue luminescence and the role of 
surface states, Applied Physics Letters 89, pp. 213109-213111. 
140 
[145] X.H. Vu, T.H.A. Ly, Q.T. Khuc, D.V. Dang, D.C. Nguyen (2010), Properties of 
SnO2 nanoparticles doped with several metal oxides by hydrothermal treatment, 
Journal of Advances in Natural Science: Nanoscience and Nanotechology 1, pp. 
025014. 
[146] X.Y. Xue, Y.J. Chen, Y.G. Liu, S.L. Shi, Y.G. Wang, T.H. Wang (2006), Synthesis 
and ethanol sensing properties of indium-doped tin oxide nanowires, Applied Physics 
Letters 88, pp. 201907-201910. 
[147] Y. Shen, T. Yamazaki, Z. Liu, D. Meng, T. Kikuta (2009), Hydrogen sensors made 
of undoped and Pt-doped SnO2 nanowires, Journal of Alloys and Compounds 488, 
pp. L21-L25. 
[148] A.C. Yanes, J.D. Castillo, M. Torres, J. Peraza, V.D. Rodriguez, J. Mendez-Ramos. 
(2004), Nanocrystal-size selective spectroscopy in SnO2: Eu
3+ semiconductor 
quantum dots, Applied Physics Letters 85, pp. 2343-2345. 
[149] Y. Haoquan, R. He, J. Johnson, M. Law, R.J. Saykally and P. Yang (2003), 
Dendritic nanowire ultraviolet laser array, Journal of American Chemical Society 
125, pp. 4728-4729. 
[150] Y. Fang, S. Guo, C. Zhu, S. Dong, E. Wang (2010), One-dimensional carbon 
nanotube/SnO2/noble metal nanoparticle hybrid nanostructure: synthesis, 
characterization, and electrochemical sensing, Chemistry-An Asian Journal 2, pp. 
1838-1845. 
[151] Y. Cheng, P. Xiong, C.S. Yun, G.F. Strouse, J.P. Zheng, R. Yang and Z.L. Wang 
(2008), Mechanism and optimization of pH sensing using SnO2 nanobelt field effect 
transistors, Nano Letters 8, pp. 4179-4184. 
[152] Y.J. Li, K.M. Li, C.Y. Wang, C.I. Kuo, L.J. Chen (2012), Low-temperature 
electrodeposited Co-doped ZnO nanorods with enhanced ethanol and CO sensing 
properties, Sensors and Actuators B 161, pp. 734-739. 
[153] Y.J. Choi, I.S. Hwang, J.G. Park, K.J. Choi, J.H. Park, J.H. Lee (2008), Novel 
fabrication of an SnO2 nanowire gas sensor with high sensitivity, Nanotechnology 19, 
pp. 095508-095512. 
[154] Y. Liu, W. Zhu, O.K. Tan, X. Yao, Y. Shen (1996), Structure and gas-sensing 
properties of nanometer tin oxide prepared by PECVD, Journal of Materials Science: 
Materials in Electronics 7, pp. 279-282. 
[155] Y. Wang, X. Jiang and Y. Xia (2003), A solution-phase, precursor route to 
polycrystalline SnO2 nanowires that can be used for gas sensing under ambient 
141 
conditions, Journal of America Chemical Society 125, pp. 16176-16177. 
[156] Y.S. He, J.C. Campell, R.C. Murphy, M. F. Arendt and J.S. Swinnea (1993), 
Electrical and optical characterization of Sb-SnO2, Journal of Materials Research 8, 
pp. 3131-3134. 
[157] Y. Wu, J. Xiang, C. Yang, W. Lu, C.M. Lieber (2004), Single-crystal metallic 
nanowires and metal/semiconductor nanowire heterostructures, Nature 430, pp. 61-
65. 
[158] Y. Zhang, J. Xu, Y. Zhu, X. Chen and W. Yu (2010), Decoration of ZnO nanowires 
with Pt nanoparticles and their improved gas sensing and photocatalytic 
performance, Nanotechnology 21, pp. 285501-7. 
[159] Z. Fan, J.C. Ho, T. Takahashi, R. Yerushalmi, K. Takei, A.C. Ford (2009), Toward 
the development of printable nanowire electronics and sensors, Advanced Materials 
21, pp. 3730-3743. 
[160] Z.W. Pan, Z.R. Dai, Z.L. Wang (2001), Nanobelts of semiconducting oxides, 
Science 291, pp. 1947–1949. 
[161] Z. Cai, J. Li (2013), Facile synthesis of single crystalline SnO2 nanowires, Ceramics 
International 39, pp. 377-382. 
[162] Z. R. Dai, J. L. Gole, J.D. Stout, Z. L. Zang (2002), Tin oxide nanowires, 
nanoribbons and nanotubes, Journal of Physical Chemistry B 106, pp. 1274-1279. 
[163] V. Kumar, S. Sen, K.P. Muthe, N.K. Gaur, S.K. Gupta, J.V. Yakhmi (2009), Copper 
doped SnO2 nanowires as highly sensitive H2S gas sensor, Sensors and Actuators B. 
138, pp. 587–590. 
[164] N.S. Ramgir, I.S. Mulla, K.P. Vijayamohanan (2005), A room temperature nitric 
oxide sensor actualized from Ru-doped SnO2 nanowires, Sensors and Actuators B. 
107, pp. 708–715. 
[165] L.L. Fields, J.P. Zheng, Y. Cheng, P. Xiong (2006), Room-temperature low-power 
hydrogen sensor based on a single tin dioxide nanobelt, Applied Physics Letters 88, 
pp. 263102. 
[166] Q. Kuang, C. Lao, Z.L. Wang, Z. Xie, L. Zheng (2007), High-sensitivity humidity 
sensor based on a single SnO2 nanowire, Journal of the American Chemical Society 
129, pp. 6070–6071. 
[167] X. Han, B. Zhang, S. Guan, J. Liu, X. Zhang, R. Chen (2008), Gas-sensing 
properties of SnO2 nanobelts synthesized by thermal evaporation of Sn foil, Journal of 
Alloys and Compound 461, pp. L26–L28. 
142 
[168] Y. Shen, T. Yamazaki, Z. Liu, D. Meng, T. Kikuta, N. Nakatani, M. Saito and M. 
Mori (2009), Microstructure and H2 gas sensing properties of undoped and Pd-doped 
SnO2 nanowires, Sensors and Actuators B. 135, pp. 524–529. 
[169] I.S. Hwang, J.K. Choi, S.J. Kim, K.Y. Dong, J.H. Kwon, B.K. Ju, J.H. Lee (2009), 
Enhanced H2S sensing characteristics of SnO2 nanowires functionalized with CuO, 
Sensors and Actuators B 142, pp. 105–110. 
[170] M.S. Arnold, P. Avouris, Z.W. Pan, Z.L. Wang (2003), Field-Effect Transistors 
Based on Single Semiconducting Oxide Nanobelts, Journal of Physical Chemistry B 
107, pp. 659–663. 
[171] E. Strelcov, S. Dmitriev, B. Button, J. Cothren, V. Sysoev, A. Kolmakov (2008), 
Evidence of the self-heating effect on surface reactivity and gas sensing of metal oxide 
nanowire chemiresistors, Nanotechnology 19, pp. 355502-355507. 
[172] J.D. Prades, R. Jimenez-Diaz, F. Hernandez-Ramirez, S. Barth, A. Cirera, A. 
Romano-Rodriguez, S. Mathur, J.R. Morante (2008), Ultralow power consumption 
gas sensors based on self-heated individual nanowires, Applied Physics Letters 93, 
pp. 123110-123112. 
[173] V.V. Sysoev, T. Schneider, J. Goschnick, I. Kiselev, W. Habitcht, H. Hahn, E. 
Strelcov, A. Kolmakov (2009), Percolating SnO2 nanowire network as a stable gas 
sensor: Direct comparison of long-term performance versus SnO2 nanoparticle films, 
Sensors and Actuators B 139, pp. 699-703.