تغییر پارامترهای حسگری نانومیله های اکسید روی با افزودنیهای آهن و مس

در این پژوهش عملکرد حسگری نانومیله های هسته/پوسته zno/zno آلاییده با ناخالصی-های آهن و مس (با غلظت های 9-5/0 درصد اتمی) نسبت به تابش فرابنفش و بخار گاز اتانول مورد ارزیابی قرار گرفت. برای این منظور نانومیله های اکسید روی خالص به عنوان هسته به روش گرمابی رشد و سپس با روش غوطه وری کپسول شدند. به منظور دستیابی به درک بهتر از سازوکار تاثیر ناخالصی های آهن و مس بر خواص حسگری، مشخصات ساختاری، اپتیکی و الکتریکی نمونه ها مورد بررسی قرار گرفتند. با تشکیل لایه پوسته ای، قطر نانومیله های zno در حدود nm 40-20 افزایش یافت. بررسی الگوهای پراش پرتو ایکس نمونه های آلاییده با آهن نشان داد که با افزایش غلظت آلاینده تا 5/4% درجه بلورینگی نانومیله ها بهبود می یابد. آنالیزهای ساختاری و اپتیکی حضور یونهای آهن در حالت fe3+ در بلور را ثابت نمودند. انداره گیری های الکتریکی نشان دادند که با افزایش غلظت آلاینده آهن، مقاومت الکتریکی نمونه ها ناشی از افزایش حاملهای بار در حضور یونهای fe3+ کاهش می یابد. در حسگرهای ساخته شده بر پایه نانومیله های آلاییده پاسخ دهی تابشی فرابنفش به میزان 6 برابر بهبود یافت. همچنین حسگر ساخته شده از نمونه آلاییده با 5/0 % اتمی آهن بیشترین پاسخ را نسبت به بخار اتانول نشان داد. براساس نتایج پراش اشعه ایکس مشخص شد که در نانومیله های هسته/پوسته آلاییده با ناخالصی مس، یونهای مس به صورت یونهای تک ظرفیتی cu+ شرکت نموده اند. با افزایش غلظت مس، ویژگیهای ساختاری بلور مانند پارامترهای شبکه و اندازه متوسط بلورکها دستخوش تغییر شد. نمونه با 5/1 درصد اتمی مس دارای بالاترین درجه بلورینگی بود. مقاومت الکتریکی نمونه ها با افزایش غلظت مس کاهش یافت بگونه ای که نمونه با آلایش 5/4% کمترین مقدار مقاومت را از خود نشان داد. با افزایش غلظت ناخالصی تا 5/4%، میزان پاسخ دهی تابشی حسگرها یک روند افزایشی داشت. نتایج آنالیز حسگر گازی نشان داد که با افزایش غلظت اتمهای مس در لایه پوسته ای، میزان پاسخ حسگرها به بخار اتانول کاهش می یابد که می تواند این اثر براساس تضعیف لایه تهی در سطح نانومیله های اکسید روی شرح داده شود.