The pure and Al-doped NiO nanorod-flowers with uniform sizes and well-defined morphologies were synthesized for the first time by a facile solvothermal reaction. As the gas sensing materials of MOS gas sensors, their sensing properties were investigated systematically. The results indicated that the 2.15 at% Al-doped NiO nanorod-flowers showed improved gas sensing properties compared to those of pure NiO nanorod-flowers. The incorporation of Al ions with NiO nanocrystals adjusts the carrier concentration, and induces the change of the oxygen deficiency and chemisorbed oxygen of NiO nanorod-flowers. Thus, the doping of Al3+ into NiO nanorod-flowers should be a promising method for designing and fabricating the high performance gas sensor.

Hierarchical α-Fe2O3/NiO composites with a hollow nanostructure were synthesized by a facile hydrothermal method. The structures and morphologies of the composites were investigated by different kinds of techniques, including X-ray diffraction, field-emission electron scanning microscopy, transmission electron microscopy, and energy dispersive spectroscopy. Hierarchical α-Fe2O3/NiO composites were fabricated by growing the α-Fe2O3 nanorods on the surfaces of porous NiO nanosheets with a thickness of ∼12 nm. The gas sensing properties of hierarchical α-Fe2O3/NiO composites toward toluene were investigated using a static system. The response of α-Fe2O3/NiO composites to 100 ppm toluene was ∼18.68, which was 13.18 times higher than that of pure NiO at 300 °C. The enhanced response can be attributed to heterojunction. Meanwhile, the rapid response and recovery characteristics were observed because of the porous hollow structural characteristics and catalytic actions of α-Fe2O3 and NiO.

Semiconductor oxides with hierarchically hollow architecture can provide significant advantages as sensing materials for gas sensors by facilitating the diffusion of target gases. Herein, we develop a facile template-free solvothermal strategy combined with the subsequent thermal treatment process toward the successful synthesis of novel ZnFe2O4 hollow flower-like microspheres. The images of electron microscopy unambiguously indicated that the ZnFe2O4 nanosheets with thickness of around 20 nm assembled hierarchically to form the unique flower-like architecture. As a proof-of-concept demonstration of the function, the as-prepared product was utilized as sensing material for gas sensor. Significantly, in virtue of the porous shell structure, hollow interior, and large surface area, ZnFe2O4 hierarchical microspheres exhibited high response, excellent cyclability, and long-term stability to acetone at the operating temperature of 215 °C.

Dispersed porous ZnO/ZnCo2O4 hollow spheres were successfully prepared by annealing the precursor, which was obtained via a facile one-step solvothermal method without any templates or surfactants. The X-ray powder diffraction (XRD) measurement showed that the crystal phase of the sample was a mixture of ZnO and ZnCo2O4. The field-emission scanning electron microscopy (FESEM) and transmission electron microscopy (TEM) images revealed that the as-synthesized porous ZnO/ZnCo2O4 hollow spheres had an average diameter of about 850 nm and were constructed from a large number of primary nanoparticles. To demonstrate the potential applications of such porous ZnO/ZnCo2O4 composites, the as-prepared products were used to fabricate a gas sensor that was then investigated for gas-sensing performances. Results of the test showed that this sensor had fast response kinetics to acetone at the operating temperature of 275 °C, and a high response to 100 ppm acetone, one that was about 4 times higher than that of sensors based on ZnO/ZnCo2O4 nanoparticles. The remarkable enhancement in the gas-sensing properties of the porous ZnO/ZnCo2O4 hollow spheres was attributed to their unique structure.

In this work, a regulated-voltage biasing configuration is proposed for the Ge-on-Si avalanche photodiode (APD) structure. This design incorporates an extended n-charge layer to decrease the breakdown voltage and optimizes the absorption region thickness to reduce the electron transit time. By applying three electrodes to individually modulate the electric fields in the absorption and avalanche region, respectively, both of low avalanche breakdown voltage (−8.1 V) and high bandwidth (20.4 GHz) of the surface-illuminated detector can be achieved. Meanwhile, the sensitivity of weak light detection is improved to −45 dBm. The responsivity of the APD is 60.76 A/W at 1550 nm when the voltage is biased at −13.5 V. The low voltage and improved bandwidth can meet the requirements for weak light detection and other applications demanding such sensitivity.

This study presents a novel ternary Ag3PO4/g‐C3N4/zeolite composite for photocatalytic H2 production and TC degradation through S‐scheme electron transport. The S‐scheme Ag3PO4/g‐C3N4 heterojunction was successfully constructed on zeolite surface through calcination and precipitation processes. The results indicated that Ag3PO4/g‐C3N4/zeolite‐50% presented dramatically enhanced photocatalytic TC degradation performance, and the TC degradation efficiency was up to 92.86% in 180 min under visible light. The corresponding reaction rate constant was 0.01205 min‐1 which was 2.18 and 7.48 times greater than those of pure Ag3PO4 (0.00554 min‐1) and g‐C3N4 (0.00161 min‐1), respectively. Meanwhile, the highest H2 production rate (2748.6 µmol•g‐1•h‐1) was achieved over Ag3PO4/g‐C3N4/zeolite‐50% under simulated solar light which was around 26.5 and 5.6 times higher than that of g‐C3N4 and Ag3PO4, respectively. The enhanced photocatalytic activity of the ternary composite was mainly due to the synergistic effect of S‐scheme Ag3PO4/g‐C3N4 heterojunction and zeolite support which endowed the composite with excellent adsorption activity, enhanced light response ability, and efficient separation of photoinduced carriers. TC degradation mechanism and pathways were proposed based on quenching experiment and HPLC‐MS results. Overall, this study proposes a promising strategy for significantly improving photocatalytic activity and applying in photocatalytic pollutant degradation and hydrogen production.