بررسي خواص حسگري گاز هيدروژن نانوساختارهاي اكسيد روي (ZnO) تزئين شده با فلزات نجيب

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

فيزيك

كارشناسي ارشد

اخيراً هيدروژن تحت عنوان سوخت سبز به‌عنوان يك ماده تجديدپذير، كارآمد و اميدواركننده در كاربردهاي مختلفي مورد توجه قرار گرفته است. ولي نكته نگران‌كننده اينجاست كه چنانچه غلظت اين گاز بيشتر از 4 درصد شود، به دليل انرژي احتراق نسبتاً پايين، به‌راحتي منجر به انفجار خواهد شد. همين مسئله نشت هيدروژن را به‌عنوان يك دغدغه براي كاربردهاي صنعتي و تحقيقات علمي مطرح كرده است. از اين‌رو، ناگزير به توسعه فناوري حسگرهاي گازي با دقت و حساسيت بالا و مكانيزم دقيق هستيم. حسگرهاي گازي مبتني بر اكسيدهاي فلزي نيم‌رسانا (MOS) در طي ساليان اخير بسيار مورد توجه پژوهشگران اين حوزه بوده‌اند. در اين ميان ZnO (اكسيد روي) به‌عنوان يك نيم‌رساناي نوع n همواره توانسته به‌عنوان ماده‌اي ارزنده در كاربردهاي حسگري گازهاي مختلف نقش ايفا كند. از اين‌رو، قابليت‌هاي جذاب اين ماده در اين پايان‌نامه نيز مد نظر ما قرار گرفت. ابتدا با استفاده از يك روش سريع، ارزان و مقرون‌به‌صرفه بر اساس اكسيداسيون حرارتي پودر روي، ساختارهاي منظم اكسيد روي به شكل تتراپاد سنتز شد. در اين پژوهش فرآيند اكسيداسيون همراه با يك فرآيند پيش‌آسيا در زمان‌هاي آسياي 3، 6 و 10 ساعت انجام و تأثير آسيا كردن و تغيير دماي پخت بر روي ساختار بلوري به‌دست‌آمده بررسي شد. آناليزهاي پراش پرتو ايكس (XRD)، تصويربرداري با ميكروسكوپ الكتروني روبشي (FESEM)، طيف‌سنجي نوري-فرابنفش (UV-Vis) و طيف‌سنجي فتولومينسانس (PL) بر روي نمونه‌ها انجام شد. در اين مرحله نتايج آناليز ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشان داد كه زمان آسيا و دماي پخت مي‌تواند شكل ذرات به‌دست‌آمده را كنترل كند. با استفاده از نتايج اين تست مشاهده شد كه نانوذرات اكسيد روي با مورفولوژي تتراپاد رشد كرده‌اند و با تغييرات دما و سايش پودر اوليه، نتايج بهبود مي‌يابد. در ادامه، خواص حسگري اكسيد روي آلايش‌يافته با نانوذرات پالاديوم ZnO-xPd (x=0, 1, 2, 4) مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان مي‌دهد كه با آلايش Pd تا x=2 پاسخ افزايش مي‌يابد، سپس با افزايش بيشتر Pd، پاسخ حسگري كاهش مي‌يابد.

233382

ماده چگال

فيزيك

دانشگاه صنعتي اصفهان