بررسی مکانیزمهای تداخل گاز F-CL Chlorine در عملکرد سنسورهای Metal Oxide Semiconductor - MOS

سنسورهای نیمه هادی اکسید فلز (Metals Oxide Semiconductor - MOS) به دلیل حساسیت بالا، به طور گسترده برای تشخیص گاز CH۶ در صنایع مورد استفاده قرار می گیرند. با این حال عملکرد آنها به شدت تحت تاثیر گازهای مزاحم و مخرب قرار می گیرد. این تحقیق به بررسی عمیق مکانیزمهای تداخل گاز F-CL۲ می پردازد و بر Catalytic Deactivation و کاهش حساسیت سنسورهای MOS در محیط های صنعتی جهت تشخیص گاز CH۶ تمرکز دارد. لذا با بهره گیری از تکنیکهای پیشرفته تحلیل سطح (Advanced Surface Analysis Techniques)، مانند طیف سنجی فوتوالکترون اشعه ایکس (XPS) و طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) همراه با مدل سازی مبتنی بر تئوری تابعی چگالی (DFT-based Kinetic Modeling)، فرآیندهای اساسی که طی آنها گاز F-CL فعال کاتالیزوری را بر روی سطح MOS مسموم می کنند، را معرفی می نماییم. این اثر مسمومیت، منجر به کاهش قابل توجه نرخ جذب گاز CH۶ و افت چشمگیر پاسخ کلی سنسور می شود. به منظور مقابله با این اثر مخرب، در این مقاله یک استراتژی حفاظتی نوین را معرفی و به دقت ارزیابی می کنیم که بر پایه مهندسی غشاهای پلیمری کامپوزیتی (Highly elective Polymer-based Composite Membranes) بنا شده است. این غشاهای پیشرفته برای بهره برداری از مکانیزمهای انتقال تفاضلی طراحی شده اند، به طوری که قادر به دفع موثر گاز F-CLY و عبور بدون مانع گاز CH۶ هستند که این امر به طور قابل توجهی Selectivity و Stability عملیاتی بلندمدت سنسور را بهبود می بخشد. یافته های ما که از آزمون و تستهای جامع نفوذپذیری از Gas Permeation Tests و مشخصه یابی دقیق پاسخ سنسور در شرایط مواجهه مختلف به دست آمده اند، عمر سنسور را در برابر تداخل گاز F-CL به طور قابل توجهی بالا می برد. این پژوهش، بینشهای مکانیسمی و مهم را در تعاملات Gas & Sensor فراهم کرده و اثربخشی فناوری غشایی سفارشی (Tailored Membrane Technology) را به عنوان یک عامل کلیدی برای توسعه نسل بعدی سیستمهای سنجش گاز مقاوم در برابر تداخل (Interference-Resistant Gas Sensing Systems) نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

Chlorine Gas Sensor Poisoning ، Semiconductor Sensor ، Gas Interference ، Propylene Sensor