استفاده از نانوذرات و نانوميله SnO2 آلايش شده با نقره در طراحي، ساخت و افزايش حساسيت حسگر گازي H2S با درنظرگرفتن پرتو فرابنفش و رفتار خود گرمايشي

The use of Ag doped SnO2 nanorods and nanoparticles in designing, fabrication and sensitivity enhancement of H2S gas sensor considering ultra-violet ray and self-heating

حسگر گاز H2S با رشد نانوميله­ هاي SnO2 بر يك بستر بهم پيوسته نقره و پوشش چرخشي نانوذرات SnO2 در سطح نانو ميله­ ها ساخته شد. هندسه، ريخت ­شناسي، تركيب شيميايي، ويژگي نوري و الكتريكي با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي انتشار ميدان (FESEM)، طيف­سنجي پرتو ايكس پراكندگي انرژي (EDAX)، پراش پرتو نگاري با پرتو ايكس، طيف­ سنجي نور پايه و طيف­ سنجي جذب مورد بررسي قرار گرفت. حسگر ساختگي با آلايش نانوذرات SnO2 با نقره و همچنين، با استفاده از روش نوآورانه قرار گرفتن همزمان در معرض پرتو فرابنفش و تعادل الكتريكي (خود گرمايش) تقويت شد. اقدامات ما منجر به توليد يك حسگر بسيار حساس با گستره تشخيص بسيار كم (500 ppb تا 10 ppm ) شد كه در آن براي نخستين بار از تداخل گاز H2O نيز در سنجش گاز استفاده شد. با توجه به اين دستاورد زمان پاسخ حسگر و زمان بهبودي در 10 ppm گاز H2S بطور قابل توجهي به ترتيب از 10 و 11 ثانيه شيوه اوليه به 5 و 8 ثانيه از شيوه اصلاح شده رشد يافته است. حساسيت متقابل حسگر نسبت به C6H6, C2H5OH, CO2و NH3نيز به منظور تعيين انتخابي حسگر مورد بررسي قرار گرفت.

A H2S gas sensor was fabricated by growing SnO2 nanorods on an interdigitated Ag substrate spin coating SnO2 nanoparticles. The geometry, morphology, chemical composition, optical and electrical properties were investigated by scanning electron microscopy, Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDAX), X-Ray diffraction, photoluminescence spectroscopy and absorption spectroscopy. The obtained sensor was further improved by doping Ag on the SnO2 Nano-Particles and a unique method of simultaneous exposure to UV illumination and applying and electrical potential (self-heating). Our attempts lead to production of a highly sensitive sensor in the low detection range (500 ppb-10ppm) in which H2O gas interfering was also used for the first time in the gas sensing. Regarding this achievement, the sensor response and recovery times remarkably boosted in 10 ppm H2O gas from 10 and 11s in initial method to 5 and 8s in the improved method, respectively. The sensor cross-sensitivity toward C6H6, C2H5OH, CO2 and NH3 was also examined in order to determine the sensor selectivity.