طراحی و ساخت حسگر‌ گاز با پاسخدهی سریع و حساسیت بالا مبتنی بر اتصال ناهمگون شاتکی نانولوله‌های کربنی

نویسندگان

1 استادیار گروه الکترونیک، دانشکده مهندسی برق و رباتیک، دانشگاه صنعتی شاهرود

2 دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

3 دانشکده مهندسی برق و رباتیک، دانشگاه صنعتی شاهرود

doi
چکیده

در این تحقیق یک حسگر گاز با حساسیت و سرعت پاسخدهی بالا مبتنی بر اتصال ناهمگون پیشنهاد شده است. برای پیاده‌سازی اتصال شاتکی ناهمگون طلا/نانولوله‌کربنی/تیتانیوم، نانولوله‌های کربنی به‌روش لایه‌نشانی بخار شیمیایی تقویت‌شده با پلاسما بر روی زیرلایه اُکسیدسیلیکن، بصورت عمودی رشد یافتند. برای مطالعه مشخصه‌های سطحی ساختار، عکس‌برداری الکترون روبشی برای نشان‌دادن تراکم و رشد منظم نانولوله‌ها انجام شد. فلزهای تیتانیوم و طلا به‌ترتیب برای ایجاد اتصال‌های شاتکی و اُهمی استفاده شدند. نمونه حسگر ساخته شده در معرض غلظت‌های 500، 1000 وppm 1500 از گازهای نیتروژن و دی‌اُکسیدنیتروژن قرارگرفت. برای غلظت ppm 500 به‌ترتیب زمان‌های پاسخ و بازیابی 85 و 154 ثانیه برای گاز دی‌اُکسیدنیتروژن و 97 و 190 ثانیه برای گاز نیتروژن اندازه‌گیری شدند. براین اساس سرعت پاسخدهی و بازیابی این حسگر نسبت به ساختارهای مشابه در وضعیت بهتری قرار دارد. همچنین مشاهده شد که حسگر در مقابل غلظت ppm 1500 از گازهای NO2 و N2، به‌ترتیب حساسیت‌های %5/13 و %5/33 را از خود نشان می‌دهد که در مقایسه با میزان حساسیت به گازهای CO و H2S، موید مناسب‌بودن این ساختار برای کاربردهای حسگری گاز نیتروژن است.