Multi-gas interaction modeling on decorated semiconductor interfaces: A novel Fermi distribution-based response isotherm and the inverse hard/soft acid/base concept

Laminack William; Gole James

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【24h】

Multi-gas interaction modeling on decorated semiconductor interfaces: A novel Fermi distribution-based response isotherm and the inverse hard/soft acid/base concept

机译：装饰的半导体界面上的多气体相互作用建模：基于费米分布的新型响应等温线和硬/软酸/碱逆概念

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A unique MEMS/NEMS approach is presented for the modeling of a detection platform for mixed gas interactions. Mixed gas analytes interact with nanostructured decorating metal oxide island sites supported on a microporous silicon substrate. The Inverse Hard/Soft acid/base (IHSAB) concept is used to assess a diversity of conductometric responses for mixed gas interactions as a function of these nanostructured metal oxides. The analyte conductometric responses are well represented using a combination diffusion/absorption-based model for multi-gas interactions where a newly developed response absorption isotherm, based on the Fermi distribution function is applied. A further coupling of this model with the IHSAB concept describes the considerations in modeling of multi-gas mixed analyte-interface, and analyte-analyte interactions. Taking into account the molecular electronic interaction of both the analytes with each other and an extrinsic semiconductor interface we demonstrate how the presence of one gas can enhance or diminish the reversible interaction of a second gas with the extrinsic semiconductor interface. These concepts demonstrate important considerations in the array-based formats for multi-gas sensing and its applications. (C) 2015 Elsevier B.V. All rights reserved.

机译：提出了一种独特的MEMS / NEMS方法，用于对混合气体相互作用的检测平台进行建模。混合气体分析物与支撑在微孔硅基板上的纳米结构装饰金属氧化物岛位置相互作用。反硬/软酸/碱（IHSAB）概念用于评估与这些纳米结构金属氧化物有关的混合气体相互作用的电导响应的多样性。对于多气体相互作用，使用基于扩散/吸收的组合模型很好地表示了分析物的电导响应，其中基于费米分布函数应用了新开发的响应吸收等温线。该模型与IHSAB概念的进一步耦合描述了在多气体混合分析物界面和分析物-分析物相互作用建模中的考虑因素。考虑到分析物彼此之间以及外部半导体界面之间的分子电子相互作用，我们证明了一种气体的存在如何能够增强或减少第二种气体与外部半导体界面的可逆相互作用。这些概念证明了在基于阵列的格式中用于多种气体检测及其应用的重要考虑因素。（C）2015 Elsevier B.V.保留所有权利。

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来源
《Applied Surface Science》 |2015年第30期|774-781|共8页
作者
Laminack William; Gole James;
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作者单位

Georgia Inst Technol, Dept Phys, Atlanta, GA 30332 USA;

Georgia Inst Technol, Dept Phys, Atlanta, GA 30332 USA|Georgia Tech, Dept Mech Engn, Atlanta, GA 30332 USA;

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收录信息
原文格式 PDF
正文语种 eng
中图分类
关键词
Interfaces; Nanoparticles; Gas-phase interactions; IHSAB; Nanostructures;

机译：界面;纳米粒子;气相相互作用;IHSAB;纳米结构;

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