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A Novel Silicon Carbide Nanosheet for High‐Performance Humidity Sensor
Advanced Materials Interfaces ( IF 4.3 ) Pub Date : 2018-01-15 , DOI: 10.1002/admi.201701300 Lian Sun 1 , Bing Wang 1 , Yingde Wang 1
Advanced Materials Interfaces ( IF 4.3 ) Pub Date : 2018-01-15 , DOI: 10.1002/admi.201701300 Lian Sun 1 , Bing Wang 1 , Yingde Wang 1
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Two‐dimensional (2D) structure is a good candidate for fabricating humidity sensors due to its advantages including high surface/volume ratio, abundant active sites, and fast carrier motion rate. Here, an impedance‐type nonoxide humidity sensor based on silicon carbide nanosheets (SiC NSs) is prepared via carbothermal reduction between graphene oxide and silicon powder. The final product, with a high surface area of 90.1 m2 g−1, contains SiC with a thin oxide layer on the surface and some remained reduced graphene oxide. The synthesized SiC NSs exhibit excellent sensing properties such as a high sensitivity to water in ambient atmosphere (16991.1 at 95% relative humidity (RH)), a wide range of RH response (11–95%), short response time (3 s) and recovery time (3 s), and good linear response toward humidity, which are more excellent than the commercial SiC nanowires and most of the nanostructure humidity sensors in literature. The good humidity sensing performance of this sample can be contributed to the advantage of nanosheet structure, the fast electron transfer rate in the SiC semiconductor, and the donor effect of electrons. This report provides a technical guidance on the designing of novel 2D structure nonoxide humidity sensors.
中文翻译：
用于高性能湿度传感器的新型碳化硅纳米片
二维（2D）结构具有高的表面/体积比，丰富的有效位点和快速的载具运动速率等优点，因此是制造湿度传感器的理想选择。在这里，通过氧化石墨烯和硅粉之间的碳热还原，制备了基于碳化硅纳米片（SiC NSs）的阻抗型非氧化物湿度传感器。最终产品，具有90.1 m 2 g -1的高表面积包含表面上有一层薄氧化层的SiC和一些残留的还原氧化石墨烯。合成的SiC NSs具有出色的感测特性，例如对环境大气中的水具有高灵敏度（95％相对湿度（RH）时为16991.1），相对湿度响应范围广（11–95％），响应时间短（3 s）和恢复时间（3 s）以及对湿度的良好线性响应，这比市售SiC纳米线和文献中的大多数纳米结构湿度传感器要出色。该样品的良好湿度感测性能可归因于纳米片结构的优势，SiC半导体中快速的电子传输速率以及电子的施主效应。该报告为新型2D结构非氧化物湿度传感器的设计提供了技术指导。
更新日期：2018-01-15
中文翻译：
用于高性能湿度传感器的新型碳化硅纳米片
二维（2D）结构具有高的表面/体积比，丰富的有效位点和快速的载具运动速率等优点，因此是制造湿度传感器的理想选择。在这里，通过氧化石墨烯和硅粉之间的碳热还原，制备了基于碳化硅纳米片（SiC NSs）的阻抗型非氧化物湿度传感器。最终产品，具有90.1 m 2 g -1的高表面积包含表面上有一层薄氧化层的SiC和一些残留的还原氧化石墨烯。合成的SiC NSs具有出色的感测特性，例如对环境大气中的水具有高灵敏度（95％相对湿度（RH）时为16991.1），相对湿度响应范围广（11–95％），响应时间短（3 s）和恢复时间（3 s）以及对湿度的良好线性响应，这比市售SiC纳米线和文献中的大多数纳米结构湿度传感器要出色。该样品的良好湿度感测性能可归因于纳米片结构的优势，SiC半导体中快速的电子传输速率以及电子的施主效应。该报告为新型2D结构非氧化物湿度传感器的设计提供了技术指导。
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