ساخت لایه های نازک نانوذرات zno جهت کاربرد در حسگرهای گازی lpg

لایه نازک اکسید روی، نیم رسانای نوع n با گاف انرژی پهن و مستقیم ev3/3 و انرژی اتصال اکسایتونی بزرگ mev 60 است. این ماده همچنین در ناحیه مرئی شفاف است. اکسید روی به علت هدایت الکتریکی و شفافیت بالا، دارای کاربردهای گسترده ای در ابزارهای الکترونیکی و اپتوالکترونیکی مانند مواد پیزوالکتریک، سلول خورشیدی ، حسگرهای گازی و بیولوژیکی و الکترودهای شفاف پیدا کرده است. اخیرا تحقیقات گسترده ای بر روی حسگرهای لایه نازک اکسید روی صورت گرفته است. بطور کلی حسگرهای گازی دستگاههایی هستند که می توانند غلظت یک گاز بخصوص را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل کنند. از جمله موارد کاربرد حسگرهای گازی در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی، شناسایی گازهای قابل احتراق مانند گاز مایع می باشد. در این پایان نامه، ساخت و مشخصه یابی همراه با آزمایش های حسگر لایه نازک اکسید روی انجام شده است. در این رویکرد از روش سل-ژل جهت تهیه ماده اولیه برای لایه نشانی استفاده شده است. با ایجاد لایه های نازک به روش لایه نشانی چرخشی بر روی زیر لایه شیشه و الکترود گذاری بر روی آن، قطعه حسگری آماده می گردد. مشخصه یابی لایه های نازک ایجاد شده طی فرایندهای پراش اشعه ایکس (xrd) و میکروسکوپ روبشی الکترونی (sem) انجام شده است. نتایج نشان دهنده ساختار کریستالی و بلورکهایی از نانو ذرات اکسید روی بر روی زیر لایه شیشه می باشد. برای نمونه های ساخته شده، فرآیند مقاومت سنجی و حسگری نمونه ها برای گاز مایع (lpg) انجام گردیده است. نتایج نشانگر مناسب بودن این روش جهت تولید لایه های نازک اکسید روی برای کاربرد حسگر گازی می باشد. نتایج حاصل از آزمایشهای حسگری نشان دهنده حساسیت خوب لایه نازک اکسید روی به حداقل غلظت ppm 200 گاز lpg است. بعلاوه کوتاهترین زمان پاسخ حسگر در حدود 21 ثانیه می باشد.