付 岳，馮 慶，牟芷瑤，高 鑫，朱洪強(qiáng)

(1.重慶師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院，重慶市光電功能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 401331；2.重慶師范大學(xué)光學(xué)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400047)

0 引 言

醫(yī)學(xué)研究中顯示，糖尿病患者的血液和唾液中的丙酮濃度較高，這些患者呼出氣體的丙酮濃度比健康的人來(lái)說(shuō)要高出許多[1]。根據(jù)臨床數(shù)據(jù)報(bào)道，正常成年人呼出氣體中的丙酮平均濃度低于1.9 mg/m3，而成年糖尿病患者呼出氣體中的丙酮平均濃度高于4.27 mg/m3[2]。因此，為了對(duì)糖尿病的早發(fā)現(xiàn)早治療，研究制造一種靈敏度高、穩(wěn)定性好的丙酮?dú)饷魝鞲衅魇呛苡斜匾?。常用的人體呼出丙酮濃度檢測(cè)的方法有氣相色譜/質(zhì)譜(GC/MS)分析方法[3]、選擇離子流動(dòng)管質(zhì)譜(SIFT-MS)方法[4]、離子遷移譜(IMS)方法[5]、質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜(PTR-MS)方法[6]。但是這些技術(shù)操作復(fù)雜、器材笨重，而且價(jià)格昂貴，雖然準(zhǔn)確性高，但很難使用這些技術(shù)制作便攜式丙酮檢測(cè)器。

以金屬氧化物半導(dǎo)體制作的氣敏傳感裝置可以做到小型化、高靈敏度和低成本[7]。金屬氧化物半導(dǎo)體在近幾十年來(lái)一直是一類廣泛應(yīng)用于氣敏傳感器的材料，在有毒污染物和易燃?xì)怏w的檢測(cè)和監(jiān)測(cè)方面有著廣泛的應(yīng)用[8-9]。并且以金屬氧化物半導(dǎo)體制作的基于光學(xué)原理與氣體分子相互作用來(lái)測(cè)量氣體的傳感器有著相較于傳統(tǒng)電化學(xué)氣敏傳感器壽命更長(zhǎng)[10]、響應(yīng)時(shí)間更短[11]的優(yōu)點(diǎn)。光學(xué)氣敏傳感器已應(yīng)用于多種氣體檢測(cè)，例如CO2、CO、CH4、C2H5OH、NH3、NO、NO2[12-16]等。其中SnO2是一種低成本、高靈敏度且無(wú)毒的n型半導(dǎo)體，具有金紅石型四方結(jié)構(gòu)，屬于P42/mnm空間群，禁帶寬度為3.6 eV。SnO2還是一種理想的還原和氧化氣體傳感材料，也是最常用作氣體傳感器的材料之一。但由于SnO2的禁帶寬度較大(3.6 eV)，影響了SnO2在光學(xué)氣敏傳感器中的應(yīng)用，為了改善SnO2的光學(xué)氣敏傳感性能，通過(guò)摻雜引入新的雜質(zhì)能級(jí)的方式，可以有效改善SnO2的禁帶寬度，從而達(dá)到提高氣敏傳感選擇性和靈敏度的目的。例如：Bozheyev等[17]和Liu等[18]的研究都發(fā)現(xiàn)了Mo摻雜對(duì)SnO2的光學(xué)性能均有較大的改善。Kou等[19]煅燒合成了1%～3%(摩爾分?jǐn)?shù)，下同)Ru摻雜的SnO2納米纖維，發(fā)現(xiàn)2%Ru摻雜的SnO2納米纖維顯示出優(yōu)良的氣敏性能，特別是對(duì)丙酮?dú)怏w表現(xiàn)出非常高的靈敏度；其中Ru4+摻入SnO2晶體引起的表面電子濃度和氧分布的變化，對(duì)提高氣敏性能起到了重要作用。Kou等[20]制備了0.5%Rh摻雜的SnO2納米纖維，在200 ℃下對(duì)丙酮的響應(yīng)為118.5～143.7 mg/m3，是未摻雜的9.6倍；并得到將 Rh3+摻雜到SnO2中是設(shè)計(jì)和制造高性能丙酮?dú)怏w傳感器的一種很有前景的方法的結(jié)論。Liu等[21]制備了3.6%Ag摻雜的SnO2，其對(duì)甲醛的響應(yīng)比純凈SnO2的響應(yīng)高近7倍，Liu等認(rèn)為傳感性能的增強(qiáng)是源于摻雜的Ag納米粒子的催化作用。本文基于密度泛函理論(DFT)的第一性原理平面波超軟贗勢(shì)方法研究含氧空位金紅石相SnO2(110)摻雜表面吸附丙酮?dú)怏w的特性，摻雜元素選擇與Sn同一周期的最外層價(jià)電子包含5s的元素Mo、Ru、Rh、Ag，價(jià)電子構(gòu)型分別為Mo [4d55s]、Ru [4d75s]、Rh [4d85s]、Ag [4d105s]，通過(guò)表面結(jié)構(gòu)的氧化性能、態(tài)密度、電荷布居、光學(xué)性質(zhì)分析，得到不同元素?fù)诫s后的表面對(duì)丙酮?dú)怏w的化學(xué)吸附特性。從而推斷出不同元素?fù)诫s表面氧化特性，研究?jī)r(jià)電子中不同數(shù)量的4d軌道電子對(duì)于SnO2(110)表面光學(xué)氣敏傳感性能的影響。

1 模型構(gòu)建與計(jì)算方法

金紅石相SnO2是空間群為P42/mnm的四方晶系結(jié)構(gòu)。由于在進(jìn)行計(jì)算時(shí)得到有意義結(jié)果最低需要有兩個(gè)Sn—O平面[22]，所以在本實(shí)驗(yàn)中構(gòu)建了2×2×4的具有195個(gè)原子的超晶胞模型，晶格常數(shù)為a=1.275 nm，b=1.341 nm，c=2.429 nm(包含真空層1.5 nm)。在表面選擇時(shí)，SnO2(110)橋接O表面是最易形成的表面，也是晶體結(jié)構(gòu)晶面能量最低面[23]，所以選擇(110)面作為吸附面，如圖1(a)所示。摻雜位置選擇五配位Sn原子，如圖1(b)所示。摻雜元素有Mo、Ru、Rh、Ag。二配位的橋接氧原子面的氧空位形成能最低[24]，因此選擇圖1(b)中標(biāo)記氧原子作為氧空位。將丙酮?dú)怏w分子置于氧空位上方0.3 nm的位置，以雙鍵氧原子朝下進(jìn)行吸附，進(jìn)行計(jì)算的吸附模型共204個(gè)原子，其中包含SnO2(110)表面194個(gè)原子和丙酮10個(gè)原子。

圖1 結(jié)構(gòu)模型。(a)表面吸附丙酮分子;(b)表面氧空位與摻雜元素位置Fig.1 Structural model.(a)Acetone adsorbed on surface;(b)position of oxygen vacancy and doping element on surface

計(jì)算使用基于密度泛函理論的平面波超軟贗勢(shì)方法進(jìn)行。并使用廣義梯度近似(GGA)方法下的RPBE泛函處理Mo、Ru、Rh、Ag摻雜的金紅石相SnO2超晶胞模型表面吸附丙酮分子的電子關(guān)聯(lián)能。下文中出現(xiàn)的Mo、Ru、Rh、Ag摻雜的金紅石相SnO2(110)表面分別用Modoped、Rudoped、Rhdoped、Agdoped替代。在計(jì)算其性質(zhì)之前，先進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。BFGS優(yōu)化方法能同時(shí)放松晶體的內(nèi)部坐標(biāo)和晶格參數(shù)，同時(shí)保持其對(duì)稱性[25]。本征SnO2的實(shí)驗(yàn)帶隙為3.6 eV[26]，而在本研究中，帶隙計(jì)算為2.64 eV(計(jì)算中未考慮交換相關(guān)電位的不連續(xù)性，導(dǎo)致對(duì)帶隙的普遍低估)。但是，這在模擬計(jì)算中是常見(jiàn)現(xiàn)象，并且結(jié)果完全不影響分析[27]，因此不進(jìn)行校正。平面截?cái)嗄茉O(shè)置為400 eV，能量收斂值設(shè)置為0.5×10-5eV，第一布里淵區(qū)使用3×2×1網(wǎng)格，晶體內(nèi)應(yīng)力不超過(guò)2×10-2GPa，每一個(gè)原子最大受力不超過(guò)1×10-1eV/nm。首先進(jìn)行結(jié)構(gòu)幾何優(yōu)化，然后對(duì)含氧空位金紅石相SnO2(110)表面和摻雜后的含氧空位金紅石相SnO2(110)表面吸附丙酮分子的氧化性能、態(tài)密度、電荷分布、光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 吸附距離與表面吸附能

丙酮?dú)怏w分子在各表面橋接氧氧空位吸附后，到氧空位的距離和吸附能如表1所示。在所有表面吸附體系中，丙酮分子到氧空位的距離的大小關(guān)系為：dPure

表1 不同表面吸附丙酮的吸附能和丙酮分子到表面氧空位距離Table 1 Adsorption energy of acetone on different surfaces and the distance from acetone molecule to the surface oxygen vacancy

本文研究一個(gè)丙酮分子與材料表面由于電荷轉(zhuǎn)移發(fā)生化學(xué)吸附的吸附能。將丙酮在SnO2(110)表面上的吸附能定義為：

Eads=Esurf+ECH3COCH3-Esurf+CH3COCH3

(1)

式中：Esurf是含氧空位金紅石相SnO2(110)表面總能量；ECH3COCH3是自由丙酮分子的能量；Esurf+CH3COCH3是表面吸附丙酮分子后的體系結(jié)構(gòu)總能量。吸附能Eads能夠準(zhǔn)確地表示分子吸附的穩(wěn)定性強(qiáng)弱。吸附能越大，則系統(tǒng)更穩(wěn)定。所有的吸附能均為正(0.075 7～0.201 1 eV)，說(shuō)明每個(gè)系統(tǒng)都是自發(fā)吸附。在吸附丙酮分子后，所有系統(tǒng)都放出能量，變得更穩(wěn)定。所有表面吸附體系吸附能大小關(guān)系為：EPure>ERu>ERh>EAg>EMo。在所有表面摻雜體系中，Ru元素?fù)诫s表面的吸附能最大(0.195 1 eV)，說(shuō)明Ru元素?fù)诫s表面吸附丙酮放出更多的能量。在各摻雜表面體系中，丙酮更有可能被Ru元素?fù)诫s的SnO2(110)表面吸附。在較高一個(gè)研究層面分析，經(jīng)過(guò)熱力學(xué)模擬判斷分析Gibbs自由能。計(jì)算發(fā)現(xiàn)，Gibbs自由能為負(fù)，略小于零，說(shuō)明在熱力學(xué)和量子力學(xué)層面吸附能夠自發(fā)產(chǎn)生。

2.2 Mulliken電荷布居

表2為丙酮分子在各表面吸附前和吸附后的電荷布居。通過(guò)丙酮分子電荷布居的變化可以推斷出不同表面的表面氧化性。

表2 丙酮分子在含氧空位金紅石相SnO2(110)表面上吸附前和吸附后的電子數(shù)量Table 2 Number of electrons before and after adsorption of acetone molecule on the surface of rutile SnO2(110) containing oxygen vacancies

(1)從丙酮分子和吸附表面之間的電子轉(zhuǎn)移來(lái)看，所有的表面吸附系統(tǒng)電荷布居變化均為丙酮分子得到電子，各吸附表面電荷布居變化為：Agdoped沒(méi)有發(fā)生電子轉(zhuǎn)移；Rhdoped失去0.05個(gè)電子；Rudoped和未摻雜表面失去0.06個(gè)電子；Modoped失去0.07個(gè)電子，說(shuō)明丙酮分子被表面還原。

(2)從丙酮分子內(nèi)部電子轉(zhuǎn)移來(lái)看，與標(biāo)準(zhǔn)丙酮分子相比較，在所有的表面吸附系統(tǒng)中丙酮C原子的布居變化相同，均為失去0.04個(gè)2p電子。H原子和O原子布居變化的不同，導(dǎo)致各SnO2(110)表面吸附系統(tǒng)上電荷布居的不同。其中在Agdoped吸附的丙酮分子的O原子失去0.03個(gè)電子，C原子失去0.04個(gè)電子，H原子得到0.07個(gè)電子(凈轉(zhuǎn)移電子為0)。Modoped上的丙酮分子的O原子失去0.02個(gè)電子，C原子失去0.04個(gè)電子，H原子得到0.13個(gè)電子(凈得到0.07個(gè)電子)；Rudoped上的丙酮分子的O原子失去0.02個(gè)電子，C原子失去0.04個(gè)電子，H原子獲得0.12個(gè)電子(凈得到0.06個(gè)電子)；Rhdoped上的丙酮分子的O原子失去0.02個(gè)電子，C原子失去0.04個(gè)電子，H原子獲得0.11個(gè)電子(凈得到0.05個(gè)電子)；Agdoped上的丙酮分子的H原子獲得0.07個(gè)電子?？梢钥闯觯琀原子的獲得電子數(shù)量隨摻雜元素的4d軌道電子數(shù)量的增加而增加。

綜上所述，摻雜會(huì)影響氧空位金紅石相SnO2(110)表面的氧化性，在吸附時(shí)丙酮分子表現(xiàn)為氧化性，電子往丙酮分子上轉(zhuǎn)移，使分子還原。因此各表面氧化性大小為：Agdoped>Rhdoped>Rudoped>Modoped，其中Rudoped與未摻雜表面氧化性相似，丙酮分子與Agdoped氧化性相似(沒(méi)有發(fā)生電子轉(zhuǎn)移)，而其他表面相較于丙酮分子顯示出還原性。各摻雜表面氧化性大小隨摻雜元素的4d軌道電子數(shù)量的增加而增強(qiáng)；并且摻雜元素的4d軌道電子數(shù)量也影響著吸附過(guò)程中的電荷布居變化。只有吸附表面和氣體分子之間出現(xiàn)電子轉(zhuǎn)移，才能使材料表面的光學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變。并且電子轉(zhuǎn)移數(shù)量的多少只體現(xiàn)氧化還原性，但是電子轉(zhuǎn)移的能帶的位置才決定電子的活躍性，只有轉(zhuǎn)移到費(fèi)米能級(jí)附近的電子，才對(duì)光學(xué)性質(zhì)有較大的影響，這一問(wèn)題在態(tài)密度分析部分進(jìn)行分析。

2.3 態(tài)密度

如圖2所示，本文計(jì)算了不同表面吸附丙酮分子后的態(tài)密度。在本計(jì)算中未考慮交換相關(guān)電位的不連續(xù)性，導(dǎo)致計(jì)算帶隙的值變小，但是這種情況在模擬計(jì)算中是常見(jiàn)情況，且對(duì)結(jié)果的分析不造成影響，所以在本文中不進(jìn)行校正[27]。

從圖中可以看出，當(dāng)各元素在金紅石相SnO2(110)表面摻雜時(shí)，氧空位均在費(fèi)米能級(jí)處產(chǎn)生了雜質(zhì)峰，即圖2(a)中在能量零點(diǎn)附近出現(xiàn)的態(tài)密度峰。

摻雜后的態(tài)密度見(jiàn)圖2(b)～(e)。各摻雜元素的4d電子在費(fèi)米能級(jí)附近產(chǎn)生的雜質(zhì)峰峰值大小分別為：Rudoped(4.60)>Rhdoped(1.65)>Agdoped(1.16)>Modoped(1.05)。這是由于4d電子的活躍程度決定了費(fèi)米能級(jí)附近電子的活躍程度，當(dāng)4d軌道達(dá)到半滿(Mo [4d55s])或全滿(Ag [4d105s])狀態(tài)時(shí)，4d軌道電子的活躍度較低，即在費(fèi)米能級(jí)附近形成的雜質(zhì)峰較小。而Ru [4d75s]、Rh [4d85s] 的4d軌道電子相較于半滿或全滿狀態(tài)更活躍，在費(fèi)米能級(jí)附近形成的雜質(zhì)峰較高。并且Rudoped中發(fā)生的O-2p與Ru-4d電子產(chǎn)生的p-d雜化現(xiàn)象相較于其他表面更突出，對(duì)材料禁帶影響更大。

圖2 含氧空位金紅石相SnO2(110)表面吸附丙酮分子的態(tài)密度Fig.2 Density of states of acetone molecules adsorbed on the surface of rutile SnO2(110)containing oxygen vacancies

各摻雜表面禁帶寬度變化為：Agdoped(2.67 eV)>Rhdoped(2.58 eV)>Modoped(2.11 eV)>Rudoped(1.68 eV)。Ru摻雜對(duì)SnO2的禁帶寬度改善最大，Ru-4d電子形成的雜質(zhì)峰遠(yuǎn)大于其他雜質(zhì)元素4d電子形成的雜質(zhì)峰，且Ru-4d電子形成的雜質(zhì)峰也是離費(fèi)米能級(jí)最近的。說(shuō)明Ru摻雜對(duì)SnO2的禁帶影響更大，價(jià)帶電子吸收能量發(fā)生躍遷的幾率更大，對(duì)光學(xué)傳感的影響更明顯。

2.4 介電函數(shù)

介電函數(shù)可以反映電介質(zhì)對(duì)電子的束縛能力。半導(dǎo)體表面對(duì)可見(jiàn)光的吸收和釋放會(huì)導(dǎo)致材料中電子的躍遷，能量發(fā)生改變的電子的躍遷過(guò)程可以用復(fù)數(shù)形式的介電函數(shù)來(lái)表示：ε(ω)=εr(ω)+iεi(ω)[28]。其中介電函數(shù)實(shí)部εr(ω)反映了可見(jiàn)光照射到材料表面時(shí)，材料對(duì)可見(jiàn)光的反射；虛部εi(ω)反映了可見(jiàn)光照射到材料表面時(shí)，材料電子對(duì)可見(jiàn)光的吸收。

各表面吸附丙酮分子后的介電函數(shù)如圖3所示。Agdoped、Rhdoped和未摻雜表面吸附丙酮時(shí)，在可見(jiàn)光圍內(nèi)(400～760 nm)，介電函數(shù)的走勢(shì)相似。實(shí)部在400～550 nm范圍內(nèi)增大，550～760 nm基本保持平穩(wěn)的曲線有：未摻雜(1.42～2.09)、Rhdoped(1.44～2.29)、Agdoped(1.38～2.00)。虛部整體呈下降的趨勢(shì)的曲線有：未摻雜(0.29～1.02)、Rhdoped(0.55～1.24)、Agdoped(0.82～1.18)。Modoped的介電函數(shù)的實(shí)部在485 nm波長(zhǎng)處有最大值1.41，虛部在572 nm處有最小值0.76。Rudoped的介電函數(shù)實(shí)部在可見(jiàn)光范圍內(nèi)呈下降趨勢(shì)(0.75～-0.73)，在680 nm處降至零點(diǎn)；介電函數(shù)虛部在可見(jiàn)光范圍內(nèi)呈上升趨勢(shì)(1.03～1.35)。綜上所述，Rudoped在400～760 nm范圍內(nèi)改善材料對(duì)可見(jiàn)光的光學(xué)性質(zhì)遠(yuǎn)大于本文中其他體系表面吸附丙酮后對(duì)可見(jiàn)光的利用率。

圖3 表面介電函數(shù)Fig.3 Surface dielectric function

2.5 吸收系數(shù)與反射率

圖4表示了各表面吸附丙酮分子后的可見(jiàn)光波段的吸收系數(shù)和反射率。吸收系數(shù)取決于材料中電子由低能級(jí)向高能級(jí)躍遷時(shí)對(duì)光子的吸收效率，吸收光子后躍遷的電子數(shù)越多，吸收系數(shù)就越高，就表示材料對(duì)光的響應(yīng)能力越好。吸收光譜圖4(a)中可以看出：Rudoped的吸收率在400～580 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)，略微下降，最低約20 800 cm-1，與其他表面相比有略微優(yōu)勢(shì)；Rudoped在580～760 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)上漲，最高約26 900 cm-1，與其他表面相比有明顯的優(yōu)勢(shì)。Modoped對(duì)400～530 nm波長(zhǎng)范圍吸收率的趨勢(shì)與Agdoped、Rhdoped和未摻雜表面相同；在530～760 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)，吸收率有著小幅度的上漲，這個(gè)結(jié)果與Modoped介電函數(shù)的虛部圖像走勢(shì)相符，材料的反射率體現(xiàn)在材料中電子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)所釋放出的不同頻率光子的量，釋放電子越多，反射率就越好。如圖4(b)在400～530 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)，Rudoped反射率與其他吸附表面接近，反射率0.03～0.08；在530～760 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)，Rudoped反射率迅速升高，最高至0.33。其他表面的反射率在可見(jiàn)光范圍內(nèi)均低于0.06。

圖4 表面吸附丙酮分子后的光學(xué)性質(zhì)Fig.4 Optical properties after acetone molecules are adsorbed on the surface

綜上所述，在可見(jiàn)光范圍內(nèi)(400～760 nm)，Rudoped吸附丙酮分子后，光學(xué)性質(zhì)改變明顯，對(duì)530～760 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的可見(jiàn)光的吸收系數(shù)和反射率都有著明顯變化，Rudoped吸附丙酮分子后低能區(qū)光學(xué)性質(zhì)的顯著改變可作為光學(xué)傳感的效應(yīng)。

3 結(jié) 論

本文以正常人呼出的氣體作為背景環(huán)境氣體，以實(shí)際疑似糖尿病人呼出氣體與正常人呼出氣體進(jìn)行對(duì)比，由于疑似糖尿病人所呼出的氣體中的丙酮含量較高，而其他氣體的影響在始末狀態(tài)基本一樣，所以實(shí)際考慮光學(xué)傳感效應(yīng)時(shí)就只有丙酮的影響。使用基于DFT的第一性原理計(jì)算，研究了丙酮分子吸附在Mo、Ru、Rh、Ag摻雜前后的含氧空位金紅石相SnO2(110)表面上的光學(xué)氣敏特性。結(jié)果表明：

在所有摻雜表面上的吸附距離相較于未摻雜表面變化不明顯，各摻雜體系的吸附能均為正，說(shuō)明摻雜后的含氧空位金紅石相SnO2(110)表面均易吸附丙酮分子，且Rudoped吸附后的穩(wěn)定性相較于其他摻雜表面更高。

氧空位金紅石相SnO2(110)表面的氧化性會(huì)受到摻雜影響，各摻雜表面氧化性大小隨摻雜元素的4d軌道電子數(shù)量的增加而增強(qiáng)，并且摻雜元素的4d軌道電子數(shù)量也影響著吸附過(guò)程中的電荷布居變化。

從態(tài)密度中可以看出，Mo、Ru、Rh、Ag的4d軌道電子在費(fèi)米能級(jí)附近都引入了雜質(zhì)峰。Ru-4d電子形成的雜質(zhì)峰和p-d雜化現(xiàn)象最明顯，并且摻雜后費(fèi)米面附近的態(tài)密度變化最大，價(jià)帶電子吸收能量發(fā)生躍遷的幾率更大，對(duì)光學(xué)傳感的影響更明顯。

含氧空位的金紅石相SnO2(110)表面吸附丙酮分子后，在可見(jiàn)光波段(400～760 nm)內(nèi)，Ru摻雜表面的光學(xué)傳感效應(yīng)相較于本文其他元素?fù)诫s表面吸附丙酮分子后的光學(xué)傳感效應(yīng)更明顯。特別是在530～760 nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，吸收系數(shù)和反射率迅速增大，形成有效的傳感物理量。本文是基于密度泛函的量子力學(xué)的作用力程進(jìn)行研究，超出截?cái)喟霃降姆秶幕诜肿恿W(xué)的物理吸附，對(duì)光學(xué)性質(zhì)影響甚微，通過(guò)超算中心的大晶胞模擬，發(fā)現(xiàn)在0～10 mg/m3的濃度范圍內(nèi)，其光學(xué)氣敏特性和光譜位置與該模型幾乎吻合。由于Ru摻雜的金紅石相SnO2對(duì)丙酮分子在低能區(qū)的優(yōu)良光學(xué)氣敏傳感效應(yīng)，Ru摻雜的金紅石相SnO2可以作為一種較為理想的低濃度丙酮?dú)怏w的光學(xué)氣敏傳感材料。