تهیه لایه های ضخیم تیتانیای نانوساختار به منظور استفاده حسگری باتکیه بر روش های برق رانی جریان متناوب فرکانس اندک

در این پژوهش، اثر نانوساختار و روش ساخت بر رفتار حسگر گازی اکسید تیتانیوم مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، نانو پودر اکسید تیتانیوم تجاری و نانومیله ها و نانوالیاف اکسید روی سنتز شده به روش هیدروترمال و الکتروریسی (به ترتیب) به عنوان سه نانوساختار مورد مطالعه قرار رفتند. در لایه نشانی به روش اعمال میدان الکتریکی، ابتدا پارامترهای مختلف اثرگذار بر الگوی نشست همچون فرکانس و تاثیر پراکنده ساز بررسی شده و مکانیزم های غالب نشست در محدوده ی فرکانس khz 10-hz 1 به کمک الکترودهای هم صفحه ی طلا مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج به دست آمده از مطالعات میکروسکوپ نوری و sem نشان داد که استفاده از پراکنده ساز دولاپیکس سبب تغییرات شگرفی در مکانیزم های نشست نانو ذرات اکسید تیتانیوم در فرکانس های مختلف شد. یکی از این تاثیرات امکان تشکیل زنجیره هایی از اکسید تیتانیوم در محدوده فرکانسی khz 10بود که در شرایط عدم حضور این پراکنده ساز مشاهده نمی گردد. نشست نانومیله ها در فرکانس khz 10 به چینش ذرات در امتداد خطوط میدان الکتریکی و پل زدن الکترود انجامید که روندی مطلوب در ساخت حسگر گاز به شمار می آید. آزمون های حسگری گاز با استفاده از الکترودهای شانه ای پلاتینی و در محدوده ی غلظتی ppm 100-1 از گاز no2 صورت پذیرفت و نشان داد که تمامی حسگرها دارای پاسخ های پایدار و خطی در محدوده ی غلظت خاص و بازه ی دمایی c? 550-450 هستند. لایه نشانی نانوالیاف های اکسید تیتانیوم در محدوده فرکانسی hz 1بر روی الکترودهای حسگری انجام شد. بررسی خواص حسگری این مورفولوژی در حضور گاز no2 نشان داد که این حسگر رفتاری خطی تا غلظت های حدود ppm 50از خود نشان می دهد. این حسگر در مقایسه با حسگر ساخته شده در همین فرکانس (فرکانس hz1) و برپایه نانوذرات کروی دارای مشخصه های حسگری به مراتب بهتری بود. حسگر ساخته شده از نانو میله نیز نسبت به حسگرساخته شده در فرکانس khz 10 دارای مشخصه های حسگری نسبتا بهتری بود. برای هر سه نانوساختار به کار گرفته شده، بیشترین پاسخ به گاز no2 در دمای ?c 450 به دست آمد و با افزایش دما تا ?c 550 پاسخ ها روند کاهشی از خود نشان دادند. بر اساس نتایج به دست آمده از آزمون های دینامیک حسگری، کم ترین زمان پاسخ و بازیابی در بین حسگرها به ترتیب برای حسگر برپایه نانوپودر (کمتر از s 70) و حسگر بر پایه نانوالیاف (کم تر از s 10)اکسید تیتانیوم به دست آمد.