DOI:10.1016/j.snb.2020.128755
在本研究中，通過簡便的一步靜電紡絲法合成了原始氧化銦（In2O3）和稀土（Ce、Tm、Eu、Er和Tb）摻雜的In2O3納米管。稀土（RE）摻雜增加了表面上的活性位點數量，從而增強了In2O3的電響應和氣敏性能，其中不同的稀土元素會產生不同的增強效果。透射電子顯微鏡元素圖譜顯示稀土元素在整個納米管上呈均勻分布。對氣體傳感機制的分析表明，稀土元素摻雜會改變吸附在傳感器表面的氧物種。本研究促進了用于高性能氣體傳感的新型摻雜劑基金屬氧化物半導體的發展。
圖1.原始In2O3和稀土摻雜In2O3納米管的XRD圖。
圖2.（a）原始In2O3納米管，（b）Ce摻雜In2O3納米管，（c）Tm摻雜In2O3納米管，（d）Eu摻雜In2O3納米管，（e）Er摻雜In2O3納米管，（f）Tb摻雜In2O3納米管的SEM圖像。
圖3.Ce摻雜In2O3納米管，Tm摻雜In2O3納米管，Eu摻雜In2O3納米管，Er摻雜In2O3納米管和Tb摻雜In2O3納米管的STEM圖像和元素分布圖。
圖4.原始和稀土摻雜In2O3納米管對100ppm乙醇的響應隨工作溫度的變化。
圖5.（a）用于檢測5至500ppm之間不同乙醇濃度的動態響應/恢復曲線；（b）檢測5至500ppm之間的不同乙醇濃度時氣體響應的變化。
圖6.原始和稀土摻雜In2O3納米管在220℃下檢測5至500ppm之間的不同乙醇濃度時的動態電阻曲線。
圖7.空氣中所有傳感器的電阻曲線與工作溫度的關系。
圖8.原始和稀土摻雜In2O3納米管在5-500ppm范圍內的響應與乙醇濃度的校準曲線。
圖9.在220℃下，原始In2O3和稀土摻雜In2O3納米管對乙醇的選擇性高于甲醇/丙酮氣體（RE/RM和RE/RA）。
圖10.（a）原始In2O3納米管，（b）Ce-，（c）Tm-，（d）Eu-，（e）Er-和（f）Tb摻雜In2O3納米管的XPS O 1s光譜。
圖11.原始In2O3和稀土摻雜In2O3納米管的PL光譜。
圖12.原始In2O3和稀土摻雜In2O3納米管在220℃下檢測100ppm乙醇時的響應/恢復特性。
圖13.（a）原始In2O3和（b）稀土摻雜In2O3納米管在220℃下檢測100ppm乙醇時的循環重復性。
圖14.原始In2O3納米管和稀土摻雜In2O3納米管的長期穩定性。
圖15.包括接收和轉導過程的增強機制的示意圖，示例顯示了摻雜Ce和Tb的In2O3納米管。
圖16.Tb摻雜In2O3納米管的Tb 3d光譜。
