近期，中國科學院合肥物質科學研究院安徽光學精密機械研究所激光中心研究員方曉東、孟鋼團隊在p型銅鐵礦氣體傳感器方面取得新進展。相關成果以《基于CuAlO2表面可逆硫化-氧化反應的超高靈敏、高選擇性H2S氣體傳感器》為題，發表于國際期刊Sensors and Actuators B: Chemical上。

開發基于氧化物半導體的超微型氣體傳感器，實現室內外大氣污染物分子的快速識別檢測具有重要的應用前景。傳統的氧化物半導體因具有廣譜響應而難以走向實用。安徽光機所團隊主要從傳感材料(表面)設計與氣體分子特征提取兩方面入手，致力于具有識別檢測功能氧化物傳感器的開發。

p型銅鐵礦(ABO2)是一類重要的功能氧化物，豐富的A、B位離子選擇為調控氣體分子與其電荷交換提供了充足的自由度，有利于高選擇性氣體傳感器的設計。此前，該課題組副研究員鄧贊紅已經在p型銅鐵礦氣體傳感器上進行了大量研究工作，開發了可在室溫工作、對氨氣有高靈敏、高選擇響應的AgAlO2和CuScO2傳感器，相關成果已發表在Journal of Alloys and Compounds 和Inoganic Chemistry 雜志上。在此基礎上，課題組博士童彬采用簡單的溶膠-凝膠制備工藝探索出一種新型CuAlO2硫化氫(H2S)氣體傳感器。

H2S是一種急性劇毒氣體，吸入少量高濃度(~500ppm)H2S可于短時間內中毒身亡，長時間暴露低濃度(~5-20ppm)H2S對眼、呼吸系統及中樞神經都有損傷。我國國家職業衛生標準(GBZ 2.1-2007)規定工作場所H2S職業接觸限值(OELs)為10ppm。該課題組開發的CuAlO2型傳感器在160°C的工作溫度下，對10ppm H2S的電學響應達到4600，對100ppm NH3、NO2和多種揮發性有機物分子的響應小于2，表明優異的選擇性。此外，CuAlO2傳感器還具有快速響應特性，一旦環境中H2S的濃度高于4ppm，傳感器電阻在約1分鐘內增加3個數量級，可及時發出警報。

在160℃下CuAlO2傳感器對10 ppm H2S的(a)選擇性和(b)可重復性