Semiconductor nanowires and heterostructures based gas sensors

Nanowires: Properties, Synthesis and Applications

Volumn , Issue , 2011, Pages 65-109

  Ramgir, N S ^a   Datta, N ^a   Kaur, M ^a   Debnath, A K ^a   Aswal, D K ^a   Gupta, S K ^a  

^a BHABHA ATOMIC RESEARCH CENTRE   (India)

Author keywords

CuO; Heterostructures; Nanosensors; NWs; Polymer composites; SnO2; ZnO

Indexed keywords

CHEMICAL SENSORS; GAS DETECTORS; GAS SENSING ELECTRODES; NANOSENSORS; NANOSTRUCTURED MATERIALS; NANOSTRUCTURES; NANOWIRES; SEMICONDUCTOR DOPING;

FASTER RESPONSE AND RECOVERY TIME; GAS SENSING APPLICATIONS; HIGH INTEGRATION DENSITY; LARGE SCALE PRODUCTIONS; POLYMER COMPOSITE; ROOM-TEMPERATURE OPERATION; SENSING CHARACTERISTICS; SNO2;

HETEROJUNCTIONS;

EID: 84897201315     PISSN: None     EISSN: None     Source Type: Book    
DOI: None     Document Type: Chapter

References (127)

1. Gross, R.; Tagirov, L.; Editor Nanoscale Devices - Fundamental and Applications, Springer: Dordrecht. (2006).
2. D.K. Aswal, S.K. Gupta (eds), Science and Technology of Chemiresistive Gas Sensors, Nova Science Publisher, NY, USA, (2007).
3. Henzie, J.; Barton, J. E.; Stender, C. L.; Odom, T. W. Acc. Chem. Res. 2006, 39, 249.
4. Wang, Z. L. ACS Nano 2008, 2, 1987.
5. Ramgir, N. S.; Mulla, I. S.; Pillai, V. K. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 3995.
6. Ramgir, N. S.; Late, D. J.; Bhise, A. B.; More, M. A.; Mulla, I. S.; Joag, D. S.; Vijayamohanan, K. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 18236.
7. Yan, X.; Li, Z.; Zou, C.; Li, S.; Yang, J.; Chen, R.; Han, J.; Gao, W. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 1436.
8. Yang, J.; Qiu, Y.; Yang, S. Cry. Grow. Des. 2007, 7, 2562.
9. Joshi, R. K.; Hu, Q.; Alvi, F.; Joshi, N.; Kumar, A. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 16199.
10. Hong, W.-K.; Sohn, J. I.; Hwang, D.-K.; Kwon, S.-S.; Jo, G.; Song, S.; Kim, S.-M.; Ko, H.-J.; Park, S.-Ju.; Welland, M. E.; Lee, T. Nano Lett. 2008, 8, 950.
11. Ramgir, N. S.; Yang, Y.; Zacharias, M. Small 2010, 6, 1705-1722.
12. Tomchenko, A. A.; Harmer, G. P.; Marquis, B.T.; Allen, J.W. Sens. Actuators B 2003, 93, 126.
13. Mitzner, K. D.; Sternhagen, J.; Galipeau, D. W. Sens. Actuators B 2003, 93, 92.
14. Wollenstein, J.; Plaza, J.A.; Cane, C.; Min, Y.; Botttner, H.; Tuller, H.L. Sens. Actuators B 2003, 93 350.
15. Hwang, J. K.; Cho, S.; Seo, E. K.; Myoung, J. M.; Sung, M. M. ACS Appl. Mater. Interfaces 2009, 1, 2843.
16. Cui, J.; Gibson, U. J. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 22074.
17. Wang, Z. L. Appl. Phys. A 2007, 88, 7-15.
18. Satyanarayana, V.N.T.; Kuchibhaltla, A.S.; Bera, K. D.; Seal, S. 2007, 52, 699.
19. Rao, C.N.R.; Deepak, F.L.; Gundiah, G.; Govindaraj, A. Prog. Solid State Chem. 2003, 31, 5.
20. Greene, E. L.; Yuhas, B. D.; Law, M.; Zitoun, D.; Yang, P. Inorg. Chem. 2006, 45, 7535.
21. Law, M.; Goldberger, J.; Yang, P. Ann. Rev. Mater. Res. 2004, 34, 83.
22. Gao, P.-X.; Ding, Y.; Wang, Z. L. Nano Letters 2009, 9, 137.
23. Kong, X. Y.; Ding, Y.; Yang, R.; Wang, Z. L. Science 2004, 303, 1348.
24. Pan, Z. W.; Dai, Z. R.; Wang, Z. L. Science 2001, 291, 1947.
25. Chang, Y.-C.; Yang, W.-C.; Chang, C.-M.; Hsu, P.-C.; Chen, L.-J.; Cry. Grow. Des. 2009, 9, 3161.
26. Liu, B.; Zeng, H. C.; Langmuir 2004, 20, 4196.
27. Sysoev, V. V.; Goschnick, J. ; Schneider, T.; Strelcov, E.; Kolmakov, A. Nano Lett. 2007, 7, 3182.
28. Gao, F.; Mukherjee, S.; Cui, Q.; Gu, Z. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 9546.
29. Wu, X.; Kulkarni, J. S.; Collins, G.; Petkov, N.; Almcija, D.; Boland, J. J.; Erts, D.; Holmes, J. D. Chem. Mater. 2008, 20, 5954.
30. Haghiri-Gosnet, A. M.; Vieu, C.; Simon, G.; Meji{dotless}as, M.; Carcenac, F.; Launois, H. J. Phys. 1999, 9, 133.
31. Marrian, C. R. K.; Tennant, D. M. J. Vac. Sci. Technol. A 2003, 21, 15.
32. Chen, J.; Wiley, B. J. ; Xia, Y. Langmuir 2007, 23, 4120.
33. Schmidt, V.; Wittemann, J. V.; Gosele, U.; Chem. Rev. 2010, 110, 361.
34. Hochbaum, A. I.; Yang, P. Chem. Rev., 2010, 110, 527.
35. Dang, H.Y.; Wang, J.; Fan, S.S.; Nanotechnology 2003, 14, 738.
36. Kaur, M.; Bhattacharya, S.; Roy, M.; Deshpande, S. K.; Sharma, P.; Gupta, S. K.; Yakhmi, J. V. Appl. Phys. A 2007, 87, 91-96.
37. Ramgir, N. S.; Ghosh, M.; Veerender, P.; Datta, N.; Kaur, M.; Aswal, D. K.; Gupta, S. K. Sens. Actuators B 2011, in press.
38. Pacholski, C.; Kornowski, A.; Weller, H. Angew. Chem .Int. Ed. 2002, 41, 1188-1191.
39. Greene, L. E.; Yuhas, B. D.; Law, M.; Zitoun, D.; Yang, P. Inorg. Chem. 2006, 45, 7535-7543.
40. Vayssieres, L. Adv. Mater. 2003, 15, 464-466.
41. Govender, K.; Boyle, D. S.; Kenway, P. B.; O'Brien, P. J. Mater. Chem. 2004, 14, 2575-2591.
42. Wang, Z.; Qian, X. F.; Yin, J.; Zhu, Z. K. Langmuir 2004, 20, 3441-3448.
43. Kaur, M.; Chauhan, S. V. S.; Sinha, S.; Bharti, M.; Mohan, R.; Gupta, S. K.; Yakhmi, J. V. J. Nanoscience Nanotechnology 2009, 9, 5293.
44. Lao, C. S.; Liu, J.; Gao, P.; Zhang, L.; Davidovic, D.; Tummala, R. Nano. Lett. 2006, 6, 263.
45. Suehiro, J.; Nakagawa, N.; Hidaka, S.-I.; Ueda, M.; Imasaka, K.; Higashihata, M. Nanotechnology 2006, 17, 2567.
46. Wang, D.; Zhu, R.; Zhou, Z.; Ye, X. Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 103110.
47. Sun, Z. -P.; Liu, L.; Zhang, L.; Jia, D.-Z. Nanotechnology 2006, 17, 2266.
48. Zhang, H.; Wu, J.; Zhai, C.; Du, N.; Ma, X.; Yang, D. Nanotechnology 18 455604 2007.
49. Jing, Z.; Zhan, J. Adv. Mater. 2008, 20, 4547.
50. Kar, S.; Pal, B. N.; Chaudhuri, S.; Chakravorty, D.J. Phys. Chem. B 2006, 110, 4605.
51. Baratto, C.; Sberveglieri, G.; Onischuk, A.; Caruso, B.; di Stasio, S. Sens. Actuators B 2004, 100, 261.
52. Zhang, J.; Wang, S.; Wang, Y.; Xu, M.; Xia, H.; Zhang, S.; Huang, W.; Guo, X.; Wu, S. Sens. Actuators B 2009, 139, 411.
53. Ahn, M.-W.; Park, K.-S.; Heo, J.-H.; Park, J.-G.; Kim, D.-W.; Choi, K. J.; Lee, J.-H.; Hong, S.-H. Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 263103.
54. Liao, L.; Lu, H. B.; Li, J. C.; He, H.; Wang, D. F.; Fu, D. J.; Liu, C.; Zhang, W.F. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 1900.
55. Ramgir, N. S.; Rikka, V.; Kaur, M.; Kailasa Ganapathi, S.; Mishra, S. K.; Datta, N.; Aswal, D. K.; Gupta, S. K.; Yakhmi, J. V. CP1313, International Conference on Physics of Emerging Functional Materials (PEFM-2010) Ed. D. K. Aswal, A. K. Debnath, 2010, 322-324.
56. Wang, C.; Chu, X.; Wu, M. Sens. Actuators B 2006, 113, 320-323.
57. Ahn, M.-W.; Park, K.-S.; Heo, J.-H.; Park, J.-G.; Kim, D.-W.; Choi, K. J.; Lee, J.-H.; Hong, S.-H. Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 263103.
58. Sen, S.; Bhandarkar, V.; Muthe, K. P.; Roy, M.; Deshpande, S. K.; Aiyer, R. C.; Gupta, S. K.; Yakhmi, J. V.; Sahni, V. C. Sens. Actuators B 2006, 115, 270-275.
59. Yamazoe, N.; Shimanoe, K. Sens. Actuators B 2008, 128, 566-573.
60. Datta, N.; Ramgir, N. S.; Kaur, M.; Aswal, D. K.; Gupta, S. K. 2011, manuscript under preparation.
61. Saxena, V.; Aswal, D. K.; Kaur, M.; Koiry, S. P.; Gupta, S. K.; Yakhmi, J. V.; Kshirsagar, R. K.; Deshpande, S. K. Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 043516.
62. Turgeman, R.; Gershevitz, O.; Deutsch, M.; Ocko, B. M.; Gedanken, A.; Sukenik, C. N. Chem. Mater. 2005, 17, 5048.
63. Lyu, S. C.; Zhang, Y.; Ruh, H.; Lee, H. J.; Shim, H. W.; Suh, E. K.; Lee, C. J. Chem. Phys. Lett. 2002, 363, 134.
64. Briggs, D.; Seah, M. P. Editors, Practical Surface Analysis by Auger and X-ray Photoelectron Spectroscopy, Wiley, New York 359, 1983.
65. Wang, Z. L.; Kong, X. Y.; Ding, Y.; Gao, P.; Hughes, W. L.; Yang, R.; Zhang, Y. Adv. Funct. Mater. 2004, 14, 943.
66. Cotton, F.A.; Wilkinson, G.; Murillo, C.; Bochman, M. Adv. Inorg. Chem. 6th ed., John Wiley and Sons (Asia) Pvt. Ltd., 2003, p. 550.
67. Dawson, D. H.; Williams, D. E. J. Mater. Chem. 1996, 6, 409.
68. C.F.; Gurnham, Edior, H. W. Gehm, in: Industrial Waste Water Control, Academic Press, New York, p 357 1965.
69. Joshi, A.; Aswal, D. K.; Gupta, S. K.; Yakhmi, J. V.; Gangal, S. A. Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 103115.
70. Singh, A., Joshi, A.; Samanta, S.; Debnath, A. K.; Aswal, D. K.; Gupta, S. K.; Yakhmi, J. V.; Appl. Phys. Lett. 2009, 95, 202106.
71. Baughman, R.H.; Shacklette, L.W. Phys. Rev B 1989, 39, 5872.
72. Hakansson, E.; Lin, T.; Wang, H.; Kaynak, A. Synth. Met. 2006, 156, 1194.
73. Vasquez, M.; Cruz, G.J.; Olayo, M.G.; Timoshita, T.; Morales, J.; Olayo, R. Polymer 2006, 47, 7864.
74. Kang, E.T.; Neoh, K.G.; Tan, K.L. Adv. Polm. Sci. 1993, 106, 135.
75. Niranjan R.S.; Sainkar, S. R.; Vijayamohanan, K.; Mulla, I. S. Sens. Actuators B 2002, 82, 82-88.
76. Ramgir, N. S.; Mulla, I. S.; Vijayamohanan, K. P. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 12297-12303.
77. Ramgir, N.; Sen, S.; Kaur, M.; Mishra, S. K.; Rikka, V.; Choukikar, R.; Muthe, K. P. Asian J. Phys. 2010, 19, 25-30.
78. Sen, S.; Bhandarkar, V.; Muthe, K.P.; Roy, M.; Deshpande, S.K.; Aiyer, R.C.; Gupta, S.K.; Yakhmi, J.V.; Sahni, V.C. Sens. Actuators B 2006, 115, 270-275.
79. Kumar, V.; Sen, S.; Muthe, K.P.; Gaur, N. K.; Gupta, S.K.; Yakhmi, J.V. Sensors and Actuators B 2009, 138, 587-590.
80. Sen, S.; Kanitkar, P.; Sharma, A.; Muthe, K.P.; Rath, A.; Deshpande, S.K.; Kaur, M.; Aiyer, R.C.; Gupta,S.K.; Yakhmi, J.V. Sens. Actuators B 2010, 147, 453.
81. Rakhshni, A. E. Solid State Electron. 1986, 29, 7.
82. Morales, J.; Sanchez, L.; Marti{dotless}n, F.; Ramos-Barrado, J.R.; Sanchez, M.; Thin Solid Films 2005, 474, 133.
83. Ramgir, N. S.; Kailasa Ganapathi, S.; Kaur, M.; Datta, N.; Muthe, K. P.; Aswal, D. K.; Gupta, S. K.; Yakhmi, J. V. Sens. Actuators B 2010, 151, 90-96.
84. Cruccolini, A.; Narducci, R.; Palombari, R.; Sens. Actuators B 2004, 98, 227.
85. Fan, H.; Yang, L.; Hua, W.; Wu, X.; Wu, Z.; Xie, S.; Zou, B. Nanotechnology 2004, 15, 37.
86. Ponce, A.A.; Klabunde, K.J. J. Mol. Catal. A 2005, 225, 1.
87. Hsieh, C.-T.; Chen, J.-M.; Lin, H.-H.; Shih, H.-C. Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 3383.
88. Xu, C.; Liu, Y.; Xu, G.; Wang, G. Mater. Res. Bull. 2002, 37, 2365.
89. Chen, D.; Shen, G.; Tang, K.; Qian, Y. J. Crystal Growth 2003, 254, 225.
90. Cao, M.; Hsieh, C.-T.; Chen, J.-M.; Lin, H.-H.; Shih, H.-C. Appl. Phys. Lett. 2003, 82, 3316.
91. Hu, C.; Wang, Y.; Guo, Y.; Guo, C.; Wang, E. Chem. Comm. 2003, 15, 1884.
92. Zhu, Y.W.; Yu, T.; Cheong, F.C.; Xu, X.J.; Lim, C.T.; Tan, V.B.C.; Thong, J.T.L.; Sow, C.H. Nanotechnology 2005, 16, 88.
93. Kumar, A.; Srivastava, A.K.; Tiwari, P.; Nandedkar, R.V. J. Phys.: Condens. Matter 2003, 16, 8531.
94. Kaur, M.; Muthe, K.P.; Despande, S.K.; Choudhury, S.; Singh, J.B.; Verma, N.; Gupta, S.K.; Yakhmi, J.V. J. Cry. Grow. 2006, 289, 670-675.
95. Kaur, M.; Kailasaganapati, S.; Datta, N.; Muthe, K.P.; Gupta, S.K. Int. J. Nanoscience, 2007, 1, 1-4.
96. Eshelby, J. D. Phys. Rev. 1953, 91, 755.
97. Arnold, S.M.; Eloise Koonce S. J. Appl. Phys. 1956, 27, 964.
98. Kumar, A.; Srivastava, A.K.; Tiwari, P.; Nandedkar, R.V. J. Phys.: Condens. Matter 2003, 16, 8531.
99. Datta, N.; Kaur, M.; Ramgir, N. S.; Aswal, D.K.; Gupta, S.K. International Symposium of Materials Chemistry (ISMA-2010), 2010, Bhabha Atomic Research Centre, Mumbai.
100. Sen, S.; Kanitkar, P.; Sharma, A.; Muthe, K.P.; Rath, A.; Deshpande, S.K.; Kaur, M.; Aiyer, R.C.; Gupta, S.K.; Yakhmi, J.V. Sens. Actuators B 2010, 147, 453-460.
101. Jain, C.; Mukund, V.; Kaur, M.; Kailasa Ganapathi, S.; Ramgir, N. S.; Datta, N. Aswal, D.K.; Gupta, S. K. CP1313, International Conference on Physics of Emerging Functional Materials (PEFM-2010) Ed. D. K. Aswal, A. K. Debnath, 2010, 132-134.
102. Madhukar, A.; Lu, S.; Konkar, A.; Zhang, Y.; Ho, M.; Hughes, S. M.; Alivisatos, A. P. Nano Lett. (2005)
103. Rajeshwar, K.; de Tacconi, N. R.; Chenthamarakshan, C. R. Chem. Mater. 2001, 13, 2765.
104. Zhang, R.-Q.; Liftshitz, Y.; Lee, S. T. Adv. Mat. 2003, 15, 635.
105. Subannajui, K.; Ramgir, N. S.; Grimm, R.; Yang, Y.; Zacharias, M.; Crys. Grow. Des. 2010, 10, 1585.
106. Zhang, Y.; Wang, L.; Liu, X.; Yan, Y.; Chen, C.; Zhu, J. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 13091.
107. Wagner, R. S.; Ellis, W. C. Appl. Phys. Lett. 1964, 4, 89.
108. Levitt, A. P.; Editor Wagner, R. S.; VLS Mechanism of Crystal Growth. In Whisker Technology Wiley: NewYork, 1970.
109. Burda, C.; Chen, X.; Narayanan, R.; El-Sayed, M. A. Chem. Rev. 2005, 105, 1025.
110. Zhu, Z.; Chen, T.-L.; Gu, Y.; Warren, J.; Osgood, R. M. Chem. Mater. 2005, 17, 4227.
111. Hannon, J. B.; Kodambaka, S.; Ross, F. M.; Tromp, R. M. Nature 2006, 440, 69.
112. Ho, S.-T.; Wang, C.-Y.; Liu, H.-L.; Lin. H.-N. Chem. Phys. Lett. 2008, 463, 141.
113. Morris, R. J. H.; Dowsett, M. G.; Dalal, S. H.; Baptista, D. L.; Teo, K. B. K.; Milne, W. I. Surf. Interface Anal. 2007, 39, 898.
114. Fan, H. J.; Bertram, R.; Dadgar, A.; Christen, J.; Krost, A.; Zacharias, M.; Nanotechnology 2004, 15, 1401.
115. Ramgir, N. S.; Subannajui, K.; Grimm, R.; Yang, Y.; Micheiles, R.; Zacharias, M. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 10323.
116. Osborne, J. M.; Rankin, W. J.; Mccarthy, D. J.; Swinbourne, D. R. Metull. Mater. Trans. B 2001, 32B, 37.
117. Fan, H. J.; Lee, W.; Hauschild, R.; Alexe, M.; Rhun, G. L.; Scholz, R.; Dadgar, A.; Nielsch, K.; Kalt, H.; Krost, A.; Zacharias, M.; Gösele, U. Small 2006, 2, 561.
118. Ohtani, H.; Ishimura, S.; Kumai, M. Anal. Sci. 2008, 24, 1335.
119. Yanagida, T.; Marcu, A.; Matsui, H.; Nagashima, K.; Oka, K.; Yokota, K.; Taniguchi, M.; Kawai, T. J. Phys. Chem. C, 2008, 112, 18923.
120. Banerjee, D.; Jo, S. H.; Rem, Z. F. Adv. Mater. 2002, 22, 2028.
121. Cheng, C.; Lei, M.; Feng, L.; Wong, T. L.; Ho, K. M.; Fung, K. K.; Loy, M. M. T.; Yu, D.; Wang, N. ACS Nano, 2009, 3, 53.
122. Okamoto, H.; Massalski, B. T. Bull. Alloy Phase Diagrams, 1989, 10, 59.
123. Bae, S. Y.; Seo, H. W.; Park, J. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 5206.
124. Zhang, Y.; Lu, F.; Wang, Z.; Zhang, L. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 4519.
125. Kuo, T.-J.; Lin, C.-N.; Kuo, C.-L.; Huang, M. H. Chem. Mater. 2007, 19, 5143.
126. Yuon, S. K.; Ramgir, N. S.; Wang, C.; Subannajui, K.; Cimalla, V.; Zacharias, M.; J. Phys. Chem. C 2010, 114, 10092.
127. Ahn, M.W.; Park, K.S.; Heo, J. H.; Kim, D.W.; Choi, K.J.; Park, J.G. Sens. Actuators B., 2009, 138, 168.