Browsing by Author "劉奕賢"

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    基於In2O3/Borophene複合材料之可撓性二氧化氮感測器的研製
    (2025) 劉奕賢; Liu, Yi-Hsien
    在這個AI快速發展的時代，自動駕駛、智慧工廠等需求不斷提升，其中為了接收現實環境資訊所使用的感測器成為了重要的一環。NO2為一種有毒氣體，其主要來自於化石燃料的燃燒，故容易累積於工業活動、交通繁忙地區和發電廠周圍。為了環境與人類的健康安全著想，開發一種具有高響應、高穩定性且能即時監控NO2濃度的氣體測器，已成為重要的議題。本研究選用對苯二甲酸(1,4-benzenedicarboxylic acid, H2BDC)以及硝酸銦水化合物(Indium nitrate hydrate, In(NO3)3·xH2O)作為製備In2O3的材料。接著，使用高壓均質法將高純度硼粉剝離成硼烯奈米片(Borophene nanosheets, BNs)。最後，將BNs與In2O3複合即可合成In2O3/Borophene氣體感測材料。調整In2O3/Borophene的複合參數後，進行一系列的材料特性分析，並比較不同比例之In2O3/Borophene材料對於NO2氣體的靈敏度。另外，使用CO2雷射在聚醯亞胺(Polymide, PI)薄膜表面製作石墨烯指叉電極，電極尺寸為14 mm × 10 mm，電極間距與電極線寬的尺寸皆為0.5 mm，將材料塗覆在指叉電極表面，即完成可撓式氣體感測器元件之開發。研究顯示，In2O3/BNs-2在室溫下對10 ppm NO2的響應高達2117.9%，比純In2O3 (1738.4%)提升了379.5%。此外，In2O3/BNs-2在室溫下針對不同濃度(0.25-100 ppm) NO2表現出優異的線性關係，並經過計算最低檢測極限(Limit of detection, LOD)為4.12 ppb，較純In2O3 (50.76)降低了91.9%。另外，經過一系列測試，In2O3/BNs-2展現出優異的再現性(Repeatability)、選擇性(Selectivity)以及長期穩定性(Long-term stability)。結果表明，In2O3/Borophene所產生的異質結接面(Heterojunction)以及豐富的空缺氧(Vacancy oxygen)，使得In2O3/Borophene展現出對NO2優異的感測性能，證明具有成為NO2感測材料的巨大潛力。