این پایان نامه مشتمل بر پنج فصل است که در فصل اول خواننده با نانوساختارهای یک بعدی و دسته بندی آن ها و روش سنتز آن ها آشنا می شود. در فصل دوم برای آشنایی خواننده، انواع حسگرهای گازی و پارامترهای حسگری آورده شده است. در فصل سوم حسگرهای گازی اکسید-فلز مورد بررسی قرار گرفته است و دسته بندی شده اند و در این فصل به مروری بر مقالات مربوط به حسگرهای گازی اکسید-فلز منتشر شده از سال 2002 تا کنون پرداخته شده است. با توجه به هدف این پروژه در استفاده از روش های نیمه صنعتی و ارزان قیمت جهت سنتز نمونه-ها، تاکید اصلی فصل چهارم بر سنتز نانوسیم های اکسید قلع به روش cvd است. در این فصل به بررسی پارامترهای اساسی در سنتز نانوسیم های اکسید قلع در روش cvd و رشد کنترل شده ی این ساختارها پرداخته شده است و نتایج حاصل از سنتز نمونه ها به همراه مطالعات ساختاری آن ها در این فصل آورده شده است. برای نیل به این هدف ما به طراحی و ساخت سیستم cvd پرداختیم که شامل ساخت کوره ی دوناحیه ای تحت خلا و سیستم گازرسانی می باشد.

در این پایان نامه مورفولوژی ?خواص ساختاری و حسگری نانوساختارهای دی اکسید تیتانیم(tio2) تهیه شده با روش های مختلف مانند آندیزاسیون شیمیایی ? انباشت بخار شیمیایی , اسپری پایرولیزیز مورد مطالعه قرار گرفت. زیرلایه مورد استفاده برای روش انباشت بخار شیمیایی و اکسایش آندی ورقه تیتانیوم ولی برای روش اسپری پایرولیزیز سیلیکون نوع p با راستای (100) می باشد. چند نمونه با روش اکسایش شیمیایی با استفاده از محلول الکترولیت اتیلن گلیکول به همراه آمونیوم فلوراید (به عنوان اسید) با غلظت 10% آب در محلول الکترولیت آماده شدند. ولتاژ انتخاب شده برای این نمونه ها ?? ولت و در دمای ?500 بازپخت شده اند. تصاویر fesem حاکی از شکل گیری نانو لوله های دی اکسید تیتانیم می باشد طیف xrd نشانگر شکل گیری فاز آناتاز با راستای رشد ترجیحی (101) می باشد. همچنین خواص پاسخ گازی نانولوله برای یخار استون ? اتانول? بخار آب و آمونیاک در دماها و غلظتهای مختلف مورد بررسی قرار گرفت که با توجه به نتایج بدست آمده? دمای کار به ترتیب برابر ?200 ? ?300 ? ?300 و ?250 می باشد. نانوصفحه های دی اکسید تیتانیم با استفاده از روش انباشت بخار شیمیایی تهیه شدند. دمای انتخابی منبع جهت رشد نمونه ها ? 850 می باشد. تصاویر fesem شکل گیری نانو صفحه های دی اکسید تیتانیم را نشان می دهد. طیف xrd نمونه حاکی از تشکیل فاز روتایل تتراگونال با راستای ترجیحی (110) می باشد خواص حسگری نمونه نسبت به بخار استون در دمای کار ?250 بررسی شد.همچنین نانوذرات t?o 2 با اسپری پایرولیزیز تهیه شد. الگوی پراش پرتو ایکس نشان دهنده تشکیل فاز بلوری آناتاز با راستای ترجیحی (101) می باشد.پاسخ گازی نمونه ها نسبت به بخار استون در دمای کار ?300 مورد بررسی قرار گرفت.

امروزه با توجه به انتشار و پخش گازهای خطرناک، کنترل و ایمن سازی محیط از وجود این-گونه گازها اهمیت ویژه¬ای یافته است؛ برای این منظور حسگرهای گازی اکسید فلزی مورد استفاده قرار می¬گیرند. از مزایای این حسگرها می توان به حساسیت بالا، طراحی ساده، وزن و هزینه نسبتاً پایین اشاره نمود. مشخصه¬های اصلی حسگرها از جمله حساسیت و گزینندگی به¬طور اجتناب ناپذیری تحت تاثیر انتخاب ماده¬ی کار است. در این پروژه دو اکسید فلزی پرکاربرد در زمینه حسگری انتخاب و مورد بررسی قرار گرفتند. نانوسیم¬های اکسید قلع به روش رسوب بخار شیمیایی و نانوساختارهای اکسید آهن به روش انباشت بخار فیزیکی به طور مطلوبی رشد پیدا کردند. نمونه¬ها با استفاده از دستگاه¬های میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem) و پراش پرتو ایکس (xrd) مشخصه یابی شدند. طیف xrd نمونه¬ها حاکی از تشکیل ساختار روتایل اکسید قلع و ساختار لوزی الوجه با جهت ترجیحی (113) اکسید آهن بود. خواص حسگری نمونه¬ها نسبت به گاز¬های متان، اتانول و گاز lpg بررسی شد که در ابتدا دمای کار هر یک از حسگرها تعیین و سپس در غلظت¬های مختلف این سه گاز پاسخ¬ها بررسی شدند. حسگرها حساسیت خوبی نسبت به این سه گاز نشان دادند. در این تحقیق برای افزایش حساسیت و رسیدن به گزینش¬گری از کاتالیزور نیکل (ni) استفاده شد و با استفاده از روش اسپری پایرولیزیز یک لایه nio روی نمونه¬های sno2 و fe2o3 قرار گرفت. مشاهده شد حساسیت حسگرها از 57% تا 90% افزایش یافت و گزینندگی خوبی نسبت به اتانول بدست آمد. در پایان برخی پیشنهادات برای کارهای آینده ذکر شده است.

در این پایان نامه به مطالعه ریخت شناسی، خواص ساختاری و اپتیکی نمونه های اکسید مولیبدن (moo3) تهیه شده به روش های اسپری پایرولیزیز و هیدروترمال پرداخته شده است. هم چنین اثر آلایش قلع بر روی نمونه¬های اکسید مولیبدن که با روش اسپری پایرولیزیز تهیه شدند، بررسی شد. برای مشخصه یابی نمونه ها از دستگاه های میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (fe-sem)، پراش پرتو ایکس (xrd) و طیف سنجی uv-vis استفاده گردید. پارامترهای رشد مورد مطالعه به وسیله ی دستگاه اسپری پایرولیزیز عبارتند از: دمای زیرلایه (در بازه¬¬ی ℃ 450-250)، غلظت محلول اولیه (در محدوده¬ی m 0/1-0/01)، حجم محلول اولیه (در گستره ml 75-25)، آهنگ لایه¬نشانی (در محدوده¬ی ml/min 20-5) و افزودن آلایش قلع به نمونه ها با نسبت¬های مولی مختلف sn/mo (در بازه¬ی 0/50-0/05). الگوی xrd نمونه های بدون ناخالصی فاز پایدار ترمودینامیکی α-moo3 با ساختار بلوری راست گوشه را نشان می¬دهد. قله¬هایی در راستاهای {0k0} (6 و4، 2k=) در الگوهای پراش دیده می¬شود که نشان دهنده ساختار لایه¬ای نمونه¬ها است. تصاویر fesem نمونه ها وجود کره¬هایی با ابعاد میکرو را نشان می¬دهد که پوسته کره ها ساختار لایه ای شکل دارند. همچنین با استفاده از طیف عبوری و بازتاب لایه ها درصد عبور نور، ضریب جذب و گاف نواری مستقیم نمونه¬ها به¬دست آمد و تحلیل شد. در روش هیدروترمال از زیرلایه هایی که قبلاً به روش اسپری پایرولیزیز رشد یافته بودند به عنوان لایه بذری، استفاده شد. در این بخش تاثیر زیرلایه ی شیشه ای و لایه های بذری با شرایط رشد مختلف و همچنین مدت زمان فرایند هیدروترمال، بررسی شد. الگوی پراش پرتو x نمونه ها فاز پایدار ترمودینامیکی α-moo3 با ساختار بلوری راست گوشه را نشان می¬دهد، همچنین تصاویر fesem نمونه¬ها رشد ترجیحی بر روی لایه بذری را نشان می¬دهد.

در این پایان نامه به مطالعه ریخت شناسی سطح، خواص ساختاری و اپتیکی نمونه های اکسید تنگستن (wo3) بدون آلایش و با آلایش اکسید مولیبدن پرداخته می شود. جهت رشد لایه های نازک از روش های اسپری پایرولیزیز و هیدروترمال استفاده گردید. برای مشخصه یابی نمونه ها از دستگاه های میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (fe-sem)، پراش پرتو ایکس(xrd) و طیف سنجی uv-vis استفاده شد. پارامترهای مورد مطالعه در روش اسپری پایرولیزیز عبارتند از: دمای زیرلایه (300، 350، 400، 450 و ℃500)، غلظت محلول اولیه (01/0، 02/0، 04/0، 08/0، 1/0 وm 2/0)، حجم محلول (50، 100، 150 و ml200)، پالسی انجام دادن اسپری با غلظت های 01/0، 1/0، m2/0 و افزودن آلایش اکسید مولیبدن به نمونه ها با درصدهای مولی متفاوت (1%، 10%، 20%، 40% و 50%). تصاویرfe-sem نمونه ها رشد میکرو الیاف ریشه مانند با توزیع یکنواخت را در سراسر نمونه نشان می دهد که با افزایش آلایش به صورت نانو صفحات شکل می گیرند. الگوی پراش پرتو ایکس بدست آمده برای نمونه های بدون آلایش و همچنین در مقادیر کم آلایش حاکی از طبیعت آمورف نمونه هاست که با افزایش تراکم آلایش و غلظت محلول اولیه با ساختار بس بلوری رشد می کنند. طیف عبوری و بازتاب لایه ها نشان گر شفافیت قابل توجه نمونه ها در ناحیه مرئی است و گاف نواری مستقیم نمونه ها در حدود ev 3/3 محاسبه شد. در نمونه های رشد داده شده به روش هیدروترمال از زیرلایه شیشه و لایه های بذری رشد داده شده به روش اسپری پایرولیزیز استفاده شد. در این بخش تاثیر زیرلایه های مختلف، تاثیر ماده پایدار کننده و همچنین مدت زمان فرآیند هیدروترمال بررسی شد. نتایج نشان دهنده ی ساختار تک میلی و شش گوشه ی نمونه ها بود. همچنین تصاویر fesem نمونه ها نشان دهنده ی رشد نانو ورقه ها و نانو صفحات می باشد.