بررسی حساسیت و زمان پاسخ و بازیافت در نانوحسگرهای حفره دار آلومینا، ساخته شده به روش آندیزاسیون سخت در الکترولیت ترکیبی اکسالیک سولفوریک

حسگرهای گازی به ویژه حسگرهای رطوبتی با توجه به گستره وسیع کاربردها در صنایع مختلف غذایی، بهداشتی، شیمیایی و هوا شناسی مورد توجه ویژه بوده و دارای اهمیت خاص می باشند. با به عرصه آمدن فناوری نانو، بهینه کردن حسگرهای گازی بر اساس ساختارهای نانو حفره و نانو سیم (به جای لایه های نازک) مورد توجه ویژه قرار گرفته است و انتظار می رود پارامترهایی نظیر حساسیت و زمان پاسخ به طور قابل ملاحظه ای (تا ده ها مرتبه) بهبود یابد. در این تحقیق، نانو حفره های مختلفی با استفاده روش آندیزاسیون سخت در محلول های ترکیبی اسید های سولفوریک و اکسالیک با غلظت های مختلف تولید شد. پس از آندایز، طرحی با استفاده از لایه نشانی به وسیله ی باریکه ی الکترونی، بر روی نمونه ها برای ساخت نانو حسگرهای رطوبت ایجاد شد. اثر پارامترهای مختلف ساخت نانو حفره های آلومینا از جمله: 1. نوع و غلظت الکترولیت،2. ولتاژ آندیزاسیون و 3. قطر حفره ها مطالعه گردید. همچنین اثر میزان آنیون های شرکت کننده در عمل حسگری و همچنین اثر فرکانس بر حساسیت نانو حسگر های آلومینا برای حسگری رطوبت، با استفاده از روش طیف سنجی امپدانس در فرکانس های 90هرتز و 1کیلو هرتز با ولتاژ اعمالی 0.1 ولت، مورد بررسی قرار گرفت. با این بررسی ها به این نتایج رسیدیم که حسگرهای ساخته شده در محلول های اسید سولفوریک با غلظت بالاتر، حساسیت کمتری به رطوبت دارند. افزایش قطر حفره، به افزایش قابل توجه حساسیت و کاهش نسبتاً زیاد زمان های پاسخ و بازیافت منجر می شود. بررسی نتایج حاصل ازاندازه گیری تمام نمونه ها نشان می دهد که در فرکانس های پایین تر میزان حساسیت بیشتر بوده و با افزایش فرکانس مقدار آن کم می شود. با کنترل شرایط آندیزاسیون می توان حسگرهای رطوبت بسیار مطلوبی با استفاده از نانو حفره های آلومینا ساخت که قادر به حسگری در دامنه های مختلف رطوبت بوده و زمان های پاسخ و بازیافت بسیار کمی داشته باشند.