Kẽm oxide (ZnO) là một loại hợp chất chất bán dẫn II-VI (II-VI compound semiconductor) với năng lượng vùng cấm trực tiếp rộng (3,1 – 3,2 eV) và năng lượng liên kết kích thích lớn (60 meV) ởnhiệt độphòng; vật liệu này đã và đang hấp dẫn sự chú ý của nhiều nhà nghiên cứu, do tính chất điện và quang điện độc đáo cũng như việc ứng dụng tiềm tàng của nó đến lĩnh vực huỳnh quang, quang xúc tác, hoả điện, cảm biến khí, điện hoá và tếbào mặt trời [20, 44, 145]. ZnO có các hình thái vô cùng phong phú tuỳthuộc vào phương pháp tổng hợp khác nhau: dạng nano cầu, nano que [111], cấu trúc nano đa chiều hình ziczac [57], hình bônghoa [175], v.v ZnO cũng được xem có tiềm năng thay thếTiO2do có năng lượng vùng cấm tương tựvà giá thành thấp. Chúng ta biết rằng, tính chất của vật liệu nano phụthuộc vào kích thước, hình thái và chiều của chúng. Vì thế, các loại ZnO với hình thái khác nhau có những ứng dụng khác nhau. Các vật liệu dạng đĩa với chuyển dịch đỏ(red shift) có thể ứng dụng trong các vật liệu quang [154]. Sựgiảm kích thước của vật liệu khối tạo thành ZnO kích thước nano có thểtăng diện tích bềmặt của nó và có hoạt tính cảm biến (H2, NH3, C2H5OH, H2S, v.v.) [19, 67,88, 125]. Tuy vậy, kích thước càng nhỏthì các hạt nano có khuynh hướng kết tụlại tạo thành hạt lớn hơn, chỉcó các hạt sơcấp gần khu vực bề mặt của hạt thứcấp mới có thể đóng góp vào phản ứng cảm biến khí. Phần bên trong hạt vẫn duy trì tình trạng bất hoạt và với cấu trúc nhưthếthì độhồi đáp của chất khí rất khó đạt được ởmức độcao. Vật liệu dạng que một chiều (1D) sẽkhắc phục được nhược điểm kết tụvà duy trì được diện tích bềmặt lớn [84]. Cảm biến khí dùng vật liệu oxide bán dẫn trởthành một trong những loại cảm biến quan trọng nhất. Hiện nay, có ba loại thiết bịcảm biến bán dẫn đó là SnO2, ZnO và Fe2O3. Vật liệu bán dẫn trên nền ZnO là một trong những nhóm vật liệu được nghiên cứu rộng rãi nhất sửdụng làm nền cảm biến khí bán dẫn. Những kim loại quí nhưPt, Pd được dùng làm các chất xúc tác đểcải thiện độnhạy, độchọn lọc và tính ổn định của vật liệu [132, 174]. Nói chung, các nghiên cứu tập trung vào vấn đềgiảm nhiệt độvận hành, cải thiện độnhạy, nhưng giá thành cao. Kim loại đất hiếm đóng vai trò trong kỹthuật hoá học hiện đại nhưquang xúc tác, tếbào nhiên liệu, vật liệu phát 2 quang và chúng là chất pha tạp vào ZnO tuyệt vời bởi vì sựdịch chuyển điện tử4f-5d và 4f-4f trong cấu trúc của nó là khác nhau đối với mỗi nguyên tố[53, 95]. Vai trò của nguyên tố đất hiếm không chỉlà xúc tiến hoạt tính xúc tác (catalyst promoters) hay chất ổn định tính xúc tác mà còn làm cải thiện hoạt tính, tăng độ ổn định của chất xúc tác [36]. Ảnh hưởng các nguyên tố đất hiếm nhưLa, Sm đến năng lượng vùng cấm [140], tính chất huỳnh quang [42], tính chất quang điện [94] đã được công bố, nhưng ảnh hưởng của La đến hoạt tính cảm biến khí khửnhưhydrogen, ethanol, ammonia và hoạt tính quang hoá xửlý môi trường chưa được nghiên cứu nhiều.