Abstract Detecting the hazardous gases for monitoring air pollution and medical diagnosis make highly sensitive gas sensors appeal to many researches. In this paper, benefiting from unique properties of noble metals, Al-doped ZnO based Ethanol sensors were fabricated and characterized in three structures including Al: ZnO thin film, Silver and Gold nano-islands on Al: ZnO thin film. The Silver and Gold thin films turn to nano-islands after a simple annealing process. The XRD analysis of the sputtered Al: ZnO layer indicates the wurtzite crystal structure of the layer with a peak at (002) plane. Moreover, the sensitivity study reveals that Nano-islands of noble metals substantially affects the sensitivity of the sensors. The decorated Gold nano-island Al: ZnO Ethanol sensor has the highest response showing an amount of 45. The response of Al: ZnO and Silver decorated Al: ZnO sensors are virtually identical to all concentrations of Ethanol, whereas the Al: ZnO gas sensor with Gold nano-islands has the substantial sensitivity for different concentrations. In addition, the response times of the sensors are 85, 70 and 90 s for Al: ZnO, Al: ZnO with Ag islands and Al: ZnO decorated by Au islands, respectively. The recovery time of Al: ZnO sensor decorated by Au islands is about 23s, while the recovery time of the Al: ZnO and Al: ZnO decorated by Silver islands are 360 and 370s, respectively. Hence, the simple annealing process on the sputtered gas sensor with a thin layer of Gold makes nano-islands on the sensor which elevates the performance of Ethanol sensing due to the high sensitivity and sensitivity of the sensor.

中文翻译：

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Au纳米岛修饰的偶氮基乙醇传感器的灵敏度增强

摘要 检测有害气体以监测空气污染和医学诊断使高灵敏度的气体传感器吸引了许多研究。在本文中，受益于贵金属的独特性质，Al掺杂ZnO基乙醇传感器被制造并表征为三种结构，包括Al：ZnO薄膜，Al：ZnO薄膜上的银和金纳米岛。经过简单的退火过程后，银和金薄膜变成了纳米岛。溅射的 Al:ZnO 层的 XRD 分析表明该层的纤锌矿晶体结构在 (002) 面有一个峰。此外，灵敏度研究表明，贵金属的纳米岛会显着影响传感器的灵敏度。装饰金纳米岛 Al:ZnO 乙醇传感器的响应最高，为 45。Al 的响应：ZnO 和银装饰的 Al：ZnO 传感器几乎与所有浓度的乙醇相同，而具有金纳米岛的 Al：ZnO 气体传感器对不同浓度具有显着的灵敏度。此外，传感器的响应时间分别为 85、70 和 90 秒，分别为 Al：ZnO、Al：带有 Ag 岛的 ZnO 和 Al：由 Au 岛装饰的 ZnO。Au岛修饰的Al:ZnO传感器的恢复时间约为23s，而银岛修饰的Al:ZnO和Al:ZnO的恢复时间分别为360和370s。因此，对带有薄金层的溅射气体传感器进行简单的退火工艺，在传感器上形成纳米岛，由于传感器的高灵敏度和灵敏度，提高了乙醇传感的性能。ZnO 传感器几乎与所有浓度的乙醇相同，而具有金纳米岛的 Al: ZnO 气体传感器对不同浓度具有显着的灵敏度。此外，传感器的响应时间分别为 85、70 和 90 秒，分别为 Al：ZnO、Al：带有 Ag 岛的 ZnO 和 Al：由 Au 岛装饰的 ZnO。Au岛修饰的Al:ZnO传感器的恢复时间约为23s，而银岛修饰的Al:ZnO和Al:ZnO的恢复时间分别为360和370s。因此，对带有薄金层的溅射气体传感器进行简单的退火工艺，在传感器上形成纳米岛，由于传感器的高灵敏度和灵敏度，提高了乙醇传感的性能。ZnO 传感器几乎与所有浓度的乙醇相同，而具有金纳米岛的 Al: ZnO 气体传感器对不同浓度具有显着的灵敏度。此外，传感器的响应时间分别为 85、70 和 90 秒，分别为 Al：ZnO、Al：带有 Ag 岛的 ZnO 和 Al：由 Au 岛装饰的 ZnO。Au岛修饰的Al:ZnO传感器的恢复时间约为23s，而银岛修饰的Al:ZnO和Al:ZnO的恢复时间分别为360和370s。因此，对带有薄金层的溅射气体传感器进行简单的退火工艺，在传感器上形成纳米岛，由于传感器的高灵敏度和灵敏度，提高了乙醇传感的性能。具有金纳米岛的 ZnO 气体传感器对不同浓度具有显着的灵敏度。此外，传感器的响应时间分别为 85、70 和 90 秒，分别为 Al：ZnO、Al：带有 Ag 岛的 ZnO 和 Al：由 Au 岛装饰的 ZnO。Au岛修饰的Al:ZnO传感器的恢复时间约为23s，而银岛修饰的Al:ZnO和Al:ZnO的恢复时间分别为360和370s。因此，对带有薄金层的溅射气体传感器进行简单的退火工艺，在传感器上形成纳米岛，由于传感器的高灵敏度和灵敏度，提高了乙醇传感的性能。具有金纳米岛的 ZnO 气体传感器对不同浓度具有显着的灵敏度。此外，传感器的响应时间分别为 85、70 和 90 秒，分别为 Al：ZnO、Al：带有 Ag 岛的 ZnO 和 Al：由 Au 岛装饰的 ZnO。Au岛修饰的Al:ZnO传感器的恢复时间约为23s，而银岛修饰的Al:ZnO和Al:ZnO的恢复时间分别为360和370s。因此，对带有薄金层的溅射气体传感器进行简单的退火工艺，在传感器上形成纳米岛，由于传感器的高灵敏度和灵敏度，提高了乙醇传感的性能。Au岛修饰的Al:ZnO传感器的恢复时间约为23s，而银岛修饰的Al:ZnO和Al:ZnO的恢复时间分别为360和370s。因此，对带有薄金层的溅射气体传感器进行简单的退火工艺，在传感器上形成纳米岛，由于传感器的高灵敏度和灵敏度，提高了乙醇传感的性能。Au岛修饰的Al:ZnO传感器的恢复时间约为23s，而银岛修饰的Al:ZnO和Al:ZnO的恢复时间分别为360和370s。因此，对带有薄金层的溅射气体传感器进行简单的退火工艺，在传感器上形成纳米岛，由于传感器的高灵敏度和灵敏度，提高了乙醇传感的性能。