مقايسه عملكرد حسگر گازي نانوسيم‌هاي SnO2 در حضور گاز مايع و بخار اتانول

Comparative Study of Gas Sensor Performance of SnO2 Nanowires to LPG and Ethanol Vapor Gases

در اين مقاله، نانوسيم‌هاي SnO2 با قطر متفاوت به روش رسوب دهي بخار شيميايي (CVD) بر روي زيرلايه‌هاي آلومينا، كوارتز و سيليكون (100) سنتز شدند. نانوساختارهاي يك بعدي سنتز شده بوسيله پراش پرتو X، ميكروسكوپ الكتروني روبشي، طيف فوتولومينسانس و ميكروسكوپ الكتروني عبوري مشخصه‌يابي شدند. از نانوسيم‌هاي SnO2 به عنوان لايه حساس و فعال در ساخت حسگر گاز استفاده شده است. براي ايجاد اتصال الكتريكي يك جفت الكترود طلا بر روي لايه نازك نانوسيم‌هاي SnO2 لايه‌نشاني شد. عملكرد حسگري نانوساختارهاي SnO2 سنتز شده براي دو گاز مهم و پركاربرد گاز مايع و بخار اتانول بررسي شده است. به منظور بهينه كردن شرايط حسگري و عملكرد حسگر، حساسيت و پاسخ نانوسيم‌هاي SnO2 در گستره دمايي 50 تا °C 300 بررسي شد و پارامترهاي مهمي چون زمان پاسخ‌دهي، زمان بازيافت و دماي كار براي قطعات ساخته شده بدست آمد. در دماهاي بالا، حسگر ساخته شده نسبت به غلظت‌هاي بسيار كم گاز مايع (LPG) حساسيت قابل قبولي را نشان داده است. از طرف ديگر اين حسگر زمان پاسخ‌دهي و بازيافت كوتاهي را براي تشخيص بخار اتانول در دماي كار °C 200 از خود نشان داد.

In this paper, tin dioxide (SnO2) nanowires with different diameter have been fabricated for gas sensor applications by a chemical vapour deposition (CVD) technique. Alumina (Al2O3), quartz, and gold Au-coated silicon (Si) (100) were used as substrates. X-ray diffraction (XRD), photoluminescence spectroscopy (PL), and a scanning electron microscope were employed to characterize the synthesized products. Nanostructured gas sensor devices were fabricated using SnO2 nanowires as the active layer and gold (Au) for the electrode contacts. Gas sensing performance of synthesized SnO2 nanostructures are studied for two most widely used gases such as liquefied petroleum gas (LPG) and ethanol (C2H5OH) vapor. The responses of SnO2 nanowires were checked at different temperatures ranging from 50 to 300 °C, so as to optimize sensing efficiency. Sensing performances were discussed for parameters such as response time, recovery time, and operating temperature. Fabricated sensor is shown a high sensitivity to low concentrations of LPG at elevated temperatures. Prepared sensor was revealed fast response and recovery time at working temperature of 200 °C for ethanol vapor detection.