بررسي حسگري لايه ي نازك نانو ذرات دي اكسيد تيتانيوم - سيليسيوم آمورف متخلخل نسبت به گاز CO2

Sensing characterization of TiO2 nanoparticles porous poly silicon nanostructured thin film to CO2 gas

در اين تحقيق، نانو ذرات دي اكسيد تيتانيوم (TNPs) فاز آناتاز (به قطر 8/5nm) توسط دستگاه لايه نشاني در خلأ (تفنگ الكتروني) در دماي اتاقي بر روي زير لايه ي سيليسيوم آمورف نوع p متخلخل به ضخامت 2 nm+23 تحت فشار 10 ميلي بار در دماي اتاق نشانده شدند. فرايند تخلخل با روش آنوديزاسيون الكتروشيميايي انجام شد. با استفاده از تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي، قطر دهانه ي حقرات متخلخل در حدود pm 5 تخمين زده شد. قطعه (حسگر) به صورت ساندويچ ساخته شد و الكترودهاي آلومينيومي در شرايط مشابه، بر روي قطعه لايه نشاني شدند. منحني مشخصه ي ولتاژ-جريان براي قطعه ي ( Al / Si / PPS / TNPs / A1 ) در دماهاي مختلف در حضور گاز CO2 بررسي شد. درصد بازگشت پذيري، ضريب حساسيت حسگر و بهترين دماي حسگري آن محاسبه شد. طبق اندازه گيري هاي انجام شده، حضور نانو ذرات دي اكسيد تيتانيوم (فاز آناتاز) موجب افزايش جريان و حسگري قطعه نسبت به گاز CO2 مي شود.

TiO2 nanoparticles (TNPs) in anatase phase (8.5 nm) were deposited on porous poly silicon (PPS) substrate by electron beam gun evaporation with thickness of 23 􀵇 2 nm in 10-5 mbar pressure at room temperature. Porosity process was performed by anodization method. The pores diameters were in range of 5μm that were characterized by scanning electron microscope (SEM). The Device was made in sandwich form by Aluminum (Al) electrodes that were deposited in the same conditions. Current-Voltage characteristic carves of Al/Si/PPS/TNPs/Al and Al/Si/PPS/Al devices were monitored at different temperatures in presence of CO2 gas. Gas sensing, percentage of reversibility, sensitivity factor and optimum sensing temperature (Tmax) of devices were also examined in presence of CO2 gas. Obtained results confirm that TNPs can enhance the conductivity and sensitivity of so called devices