بهبود عملکرد حسگر گازی نانومیله های اکسید روی کپسوله شده با یک لایه اکسید روی آلاییده با ناخالصی کروم در برابر بخار اتانول

در این مقاله، نانومیله های اکسیدروی پوشیده شده به وسیله لایه اکسیدروی با غلظتهای مختلف آلاینده کروم (5/4 - 0) درصد، به روش هیدروترمال ساخته شدند. پاسخ حسگری این نمونه ها به عنوان حسگر بخار اتانول بررسی شد. مورفولوژی نمونه های ساخته شده توسط میکروسکوپ الکترونی FESEM بررسی شد. این تصویربرداری نشان داد که استفاده از لایه پوششی موجب افزایش ضخامت نانومیله های اکسیدروی میشود. وجود کروم در ساختار نانومیله های اکسیدروی توسط آنالیز طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDS) تایید شد. بر اساس الگوی پراش پرتو ایکس (XRD) مشخص شد که نمونه های ZnO:Cr دارای ساختار ورتزیت میباشند، همچنین نشان داده شد که افزودن کروم ساختار بلوری اکسیدروی را تغییر نمیدهد. اندازه گیریهای الکتریکی نشان داد که افزودن کروم موجب کاهش جریان میشود، درحالی که جریان در نمونه با 5/4 درصد ناخالصی افزایش یافته است. این کاهش جریان می تواند به دلیل حضور یونهای Cr3+ باشد، زیرا حضور این یونها منجر به کاهش حاملهای بار میشود. علاوه بر این، به دلیل خواص کاتالسیتی کروم و پایین بودن انرژی یونش کروم نسبت به روی، مشاهده شده که آلاینده کروم موجب بهبود حساسیت آشکارسازی میشود و همچنین دما، عملکرد بهینه را نیز کاهش میدهد. در میان همه نمونه ها بیشترین میزان حساسیت (41) به ازای غلظت 5/1 درصد کروم برای بخار اتانول ppm 005 در دمای بهینه C)052) به دست آمد. در واقع با پوشانیدن نانومیله ها توسط یک لایه اکسیدروی، این نمونه ها زبرتر شدند که در نتیجه آن مکانهای مناسب بر روی نانومیله جهت جذب و تجزیه مولکولهای گاز افزایش یافت.

کلیدواژه ها:

نیمه هادی ، نانوساختار ، اکسید فلزی ، ساختار هسته/ پوسته