금속 산화물과 전이금속 칼코게나이드를 하이브리드화하는 것은 가스 흡착 과정에서 전하 이동을 촉진함으로써 그들이 본질적으로 제한된 가스 감도(가스 민감도)를 극복할 수 있는 실행 가능한 경로를 제공한다. 금속-유기 골격체는 기공성 금속 산화물을 유도하기 위한 템플릿으로 활용되어 왔으며, 이는 가스 반응 속도론을 좌우하는 핵심 요소인 표면 활성의 조절 가능성을 제공한다. 전이금속 칼코게나이드와 결합될 때, 금속-유기 골격체 유래 금속 산화물은 가스 감지 성능을 향상시키는 효율적인 전자 감응(electronic sensitizer) 물질로 작용한다. 본 연구에서는 WS 2 나노플레이크와 금속-유기 골격체 유래 ZnO 나노큐브로 구성된 반데르발스 이종구조를 치미레지스티브(chemiresistive) 가스 감지층으로 제시한다. 기공성 ZnO 나노큐브의 형태 및 표면 화학은 2단계 열처리(소성) 전략을 통해 조절하여 표면 활성을 최적화하였다. 그 결과, 기공성 ZnO/WS 2 이종구조는 고선택성을 보이며, 5 ppm NO 2에 대해 ( R a / R g = 12.64 )로서 원시 WS 2 나노플레이크( R a / R g = 3.12 )에 비해 4.05배 높은 응답을 나타내었다. NO 2 감지 성능의 향상은 기공성 ZnO NCs의 기공 구조와 풍부한 화학흡착된 산소 종에 기인하며, 이는 NO 2의 빠른 흡착–탈착 속도 및 기공성 ZnO/WS 2의 이종계면에서의 전하 이동을 촉진한다. 금속-유기 골격체 유래 기공성 금속 산화물의 조절 가능한 표면 활성을 활용함으로써, 본 연구는 합리적인 이종구조 설계를 통해 전이금속 칼코게나이드 기반 치미레지스티브 가스 센서에서 감도와 선택성을 향상시키는 실행 가능한 전략을 제공한다.

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