ساخت حسگر گاز CO2/O2 با استفاده از لایه نازک اکسید روی سنتز شده به روش سل-ژل

محورهای موضوعی : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

امین نکوبین ¹ (کارشناس ارشد مهندسی مواد، عضو باشگاه پژوهشگران دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد اصفهان)
امیر انصاری پور جرم افشاری ² (کارشناس ارشد مهندسی مواد، عضو باشگاه پژوهشگران دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد اصفهان)
هومن چویلیان ³ (کارشناس ارشد مهندسی مواد، عضو باشگاه پژوهشگران دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد اصفهان.)

تاریخ دریافت : 1394/10/08 تاریخ پذیرش : 1394/10/08 تاریخ انتشار : 1391/04/01

کلید واژه: اکسید روی, حسگر گاز, سل-ژل, لایه نازک, شناسایی گاز,

چکیده مقاله :

لایه نازک اکسید روی به روش سل- ژل روی بستر شیشهای سنتز شد. ساختار بلوری و ریخت شناسی سطح با استفاده از تفرق سنجی اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) مورد مطالعه قرارگرفت. اندازه ذرات بلوری تشکیل شده روی سطح بر اساس معادله شرر (Scherrer) و نرم افزار X'pert Highscor محاسبه شد که در حدود 30nm برآورد گردید. با استفاده از پوشش سنتز شده، حسگر گازی اکسید فلزی تهیه شد و حساسیت حسگر ساخته شده نسبت به دو گازها پرکاربرد O2 و CO2 مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که پوشش متخلخل اکسید روی حساسیت بالایی نسبت به این دو گاز دارد. همچنین، زمان پاسخ (Response time) برای گاز اکسیژن دو برابر گاز دی اکسید کربن و در حدود 12 ثانیه بود. 

منابع و مأخذ:

1- P. M. Parthangal, "Synthesis and integrationof onedimensional nanostructures for chemical

gas sensing application" ph.D ThesisUniversity of Maryland, Maryland, 2007.

2- J.-H Lee, "Gas sensors using hierarchicaland hollow oxide nanostructures", Sensors and

Actuators B: Chemical, Vol. 140, pp. 319-336,2009.

3- N.Hongsith, E. Wongrat, T. Kerdcharoen,and S.Choopun, "Sensor response formula for

sensor based on ZnO nanostructures", Sensorsand Actuators B: Chemical, Vol. 144, pp. 67-

72, 2010.

4- S.Gomri, J.-L.Seguin, and K. Aguir,"Modeling on oxygen chemisorption-induced

noise in metallic oxide gas sensors", Sensorsand Actuators B: Chemical,Vol. 107, pp. 722-

729, 2005.

5- V. Musat, A. M. Rego, R.Monteiro, andE.Fortunato, "Microstructure and gas-sensing

properties of sol-gel ZnO thin films" ThinSolid Films, Vol. 516, pp. 1512-1515, 2008.

6- B. C.Yadav, R. Srivastava, C. D. Dwivedi,and P. Pramanik, "Synthesis of nano-sizedZnO using drop wise method and itsperformance as moisture sensor", Sensors and

Actuators A: Physical, Vol. 153, pp. 137-141,2009.

7- M.Suchea, S.Christoulakis, K. Moschovis,N. Katsarakis, and G.Kiriakidis, "ZnO

transparent thin films for gas sensorapplications",Thin Solid Films,Vol. 515, pp.

551-554, 2006.

8- H. S. Kim, E. S. Jung, W.-J. Lee, J. H. Kim,S.-O. Ryu, and S.-Y. Choi, "Effects of oxygen

concentration on the electrical properties ofZnO films",Ceramics International, Vol. 34,

pp. 1097-1101, 2008. 

9- B. Shouli, C. Liangyuan, L. Dianqing, Y.Wensheng, Y. Pengcheng, L. Zhiyong, C.

Aifan, and C. C. Liu, "Different morphologiesof ZnO nanorods and their sensing property",

Sensors and Actuators B: Chemical, Vol. 146,pp. 129-137, 2010.

10- L. Peng, J. Zhai, D. Wang, Y. Zhang, P.Wang, Q. Zhao and T. Xie, "Size- and

photoelectric characteristics-dependentformaldehyde sensitivity of ZnO irradiatedwith UV light" , Sensors and Actuators B:Chemical, Vol. 148, pp. 66-73, 2010.

11- S. Santra, P. K. Guha, S. Z. Ali, P. Hiralal,H. E. Unalan, J. A. Covington, G. A. J.

Amaratunga, W. I. Milne, J. W. Gardner, andF. Udrea "ZnO nanowires grown on SOICMOS substrate for ethanol sensing", Sensorsand Actuators B: Chemical, Vol. 146, pp. 559-565, 2010.

12- Y.-z. Lv, C.-r. Li, L. Guo, F.-c. Wang, Y.Xu, and X.-f. Chu, "Triethylamine gas sensor

based on ZnO nanorods prepared by a simplesolution route" Sensors and Actuators B:Chemical, Vol. 141, pp. 85-88, 2009.

13 - X. Chu, T. Chen, W. Zhang, B. Zheng, andH. Shui," Investigation on formaldehyde gas

sensor with ZnO thick film prepared throughmicrowave heating method", Sensors and

Actuators B: Chemical, Vol. 142, pp. 49-54,2009.

14- Y. Zeng, T. Zhang, M.Yuan, M. Kang, G.Lu, R. Wang, H. Fan, Y. He, and H.Yang,

"Growth and selective acetone detection basedon ZnO nanorod arrays", Sensors and

Actuators B: Chemical, Vol. 143, pp. 93-98,2009.

15 - R. Ferro, "The effect of the materialmorphology on the response of the NO2 sensor

based on ZnO thin film", Sensors andActuators B: Chemical, Vol. 143, pp. 99-102,2009.

16- O. Lupan, V. V Ursaki, G. Chai , L. Chow,G. A. Emelchenko, I. M. Tiginyanu, A. N.Gruzintsev, and A. N. Redkin, "Selectivehydrogen gas nanosensor using individual ZnOnanowire with fast response at room

temperature", Sensors and Actuators B:Chemical,Vol. 144, pp. 56-66, 2010.

17- E. Oh, H.-Y.Choi, S.-H. Jung, S. Cho, J. C.Kim, K.-H. Lee, S.-W. Kang, J. Kim, J.-Y.

Yun, and S.-H. Jeong, "High-performanceNO2 gas sensor based on ZnO nanorod grown

by ultrasonic irradiation", Sensors andActuators B: Chemical,Vol. 141, pp. 239-243,2009.

18- J. Xu, J. Han, Y. Zhang, Y. a.Sun, and B.Xie, "Studies on alcohol sensing mechanism ofZnO based gas sensors", Sensors andActuators B: Chemical,Vol. 132, pp. 334-339,2008.