WO3/CuWO4 nanocomposite thin films for humidity resilient acetone gas sensing
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F49777513%3A23520%2F25%3A43976717" target="_blank" >RIV/49777513:23520/25:43976717 - isvavai.cz</a>
Výsledek na webu
<a href="https://doi.org/10.1016/j.apsadv.2025.100894" target="_blank" >https://doi.org/10.1016/j.apsadv.2025.100894</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1016/j.apsadv.2025.100894" target="_blank" >10.1016/j.apsadv.2025.100894</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
WO3/CuWO4 nanocomposite thin films for humidity resilient acetone gas sensing
Popis výsledku v původním jazyce
We demonstrate a high-performing and selective acetone gas sensor based on WO3/CuWO4 nanocomposites produced by sequentially sputter-deposited WO3 thin films and CuO nanoparticles, engineered to reduce the humidity interference. By optimizing deposition order and layer thicknesses, we harnessed synergistic p-n/n-n heterojunctions and the formation of a catalytic CuWO4 ternary phase. The best performing configuration (20 nm of tungsten oxide film on top of nanoparticles) exhibits a high response (S = 23) to 10 ppm acetone at 300 °C, fast response in dry/humid conditions (38 s/58 s), and low detection limit (0.6 ppm). More importantly, the sensor exhibited > 95 % retention of its response in 90 % relative humidity compared to a loss of >50 % for pristine WO3. The reduced humidity interference is assigned to heterojunction formation at the WO3/CuWO4 interface, Lewis acid sites that allow for acetone selective adsorption, and bulk-dominated conduction. This noble-metal-free acetone sensor overcomes a known shortcoming of metal oxide-based sensors, enabling accurate acetone detection in humid environments for breath-based disease diagnosis (e.g., diabetes) and industrial safety monitoring.
Název v anglickém jazyce
WO3/CuWO4 nanocomposite thin films for humidity resilient acetone gas sensing
Popis výsledku anglicky
We demonstrate a high-performing and selective acetone gas sensor based on WO3/CuWO4 nanocomposites produced by sequentially sputter-deposited WO3 thin films and CuO nanoparticles, engineered to reduce the humidity interference. By optimizing deposition order and layer thicknesses, we harnessed synergistic p-n/n-n heterojunctions and the formation of a catalytic CuWO4 ternary phase. The best performing configuration (20 nm of tungsten oxide film on top of nanoparticles) exhibits a high response (S = 23) to 10 ppm acetone at 300 °C, fast response in dry/humid conditions (38 s/58 s), and low detection limit (0.6 ppm). More importantly, the sensor exhibited > 95 % retention of its response in 90 % relative humidity compared to a loss of >50 % for pristine WO3. The reduced humidity interference is assigned to heterojunction formation at the WO3/CuWO4 interface, Lewis acid sites that allow for acetone selective adsorption, and bulk-dominated conduction. This noble-metal-free acetone sensor overcomes a known shortcoming of metal oxide-based sensors, enabling accurate acetone detection in humid environments for breath-based disease diagnosis (e.g., diabetes) and industrial safety monitoring.
Klasifikace
Druh
J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science
CEP obor
—
OECD FORD obor
20506 - Coating and films
Návaznosti výsledku
Projekt
<a href="/cs/project/EH22_008%2F0004572" target="_blank" >EH22_008/0004572: Kvantové materiály pro aplikace v udržitelných technologiích</a><br>
Návaznosti
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)<br>I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace
Ostatní
Rok uplatnění
2025
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název periodika
Applied Surface Science Advances
ISSN
2666-5239
e-ISSN
2666-5239
Svazek periodika
30
Číslo periodika v rámci svazku
DEC 2025
Stát vydavatele periodika
NL - Nizozemsko
Počet stran výsledku
10
Strana od-do
nestránkováno
Kód UT WoS článku
001616253500002
EID výsledku v databázi Scopus
2-s2.0-105021026482