全二维栅敏感FET氢敏平台

室温低功耗超灵敏

基于h-BN/MoS₂异质结构，将化学识别与电荷传输解耦，兼顾稳定性与选择性灵活调控，并借助原子级薄层实现超高灵敏度探测。

Wang, Zhizhi · Linlin, Hou · Liu, Jiaxin · Lin, Chengxu · 吴施 · 刘智勇 · 廖广兰 · 史铁林 · Hu, Long

ACS Sensors 2026

参数信息

灵敏度

0.056 %/ppm

浮栅厚度

1 nm

技术优势

室温超灵敏探测

原子级厚度架构使栅极电容变化直接调制沟道电流，灵敏度达到0.056 %/ppm，适用于痕量氢气检测。

灵敏与响应可灵活定制

选用Ni₅Pd₉₅浮栅获得最高灵敏度，选用Pt浮栅获得最快响应/恢复速度，同一平台即可满足不同应用需求。

抗湿稳定适合长期部署

h-BN封装不仅提供原子级平整界面减少电荷散射，还显著提升器件在潮湿环境下的长期稳定性，可直接用于户外监测。

灵敏可调多一重手段

通过改变h-BN介电层厚度调控电容耦合强度，为灵敏度调节提供了额外自由度，无需更换材料即可调整探测范围。

应用场景

• 氢气泄漏监测：快速检出氢气泄漏，替代传统高温传感器，实现室温低功耗长期在线监测。
• 工业安全传感器：用于化工厂、氢能站等场景，提供高灵敏、抗湿、长期稳定的氢气报警。
• 可穿戴健康诊断：利用超薄全二维结构，实现柔性可穿戴的呼气氢气检测，辅助胃肠道疾病诊断。
• 环境监测：低功耗、高灵敏度，适合分布式传感器网络进行环境氢气浓度监测。