Luận án tiến sĩ: Vật liệu nhạy khí SnO2/ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng trên đế dẻo
Nghiên cứu chế tạo vật liệu SnO2-ZnO nhạy khí tự đốt nóng ở nhiệt độ phòng. Phát triển cảm biến khí hiệu quả trên nền đế dẻo cho ứng dụng thực tế.
Năm xuất bản
Số trang
163
Thời gian đọc
25 phút
Lượt xem
0
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
50 Point
Tóm tắt nội dung
I. Tổng quan vật liệu nhạy khí SnO2 ZnO nhiệt độ phòng
Vật liệu nhạy khí SnO2/ZnO thu hút sự quan tâm lớn trong lĩnh vực cảm biến khí. Hai ôxít bán dẫn này hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ phòng. Đặc tính này giúp tiết kiệm năng lượng. Cảm biến không cần lò vi nhiệt để gia nhiệt. SnO2 và ZnO đều là chất bán dẫn loại n. Chúng có độ rộng vùng cấm lớn. Bề mặt vật liệu hấp phụ ôxy mạnh. Cơ chế nhạy khí dựa trên thay đổi điện trở bề mặt. Khí mục tiêu phản ứng với ôxy hấp phụ. Phản ứng này làm thay đổi nồng độ hạt tải. Cấu trúc nano một chiều tăng diện tích bề mặt. Dây nano và thanh nano tạo nhiều tâm hoạt động. Vật liệu nano cải thiện độ nhạy đáng kể. Nghiên cứu hướng tới cảm biến trên đế dẻo polyme. Cảm biến dẻo mở ra ứng dụng linh hoạt mới.
1.1. Đặc điểm bán dẫn ôxít kim loại SnO2 và ZnO
SnO2 và ZnO là hai ôxít kim loại bán dẫn điển hình. Cả hai thuộc loại bán dẫn n. Vùng cấm của SnO2 khoảng 3,6 eV. Vùng cấm của ZnO khoảng 3,37 eV. Điện tử là hạt tải đa số. Bề mặt vật liệu chứa nhiều nút khuyết ôxy. Các nút khuyết tạo trạng thái cho điện tử. Vật liệu dẫn điện tốt ở nhiệt độ phòng. Độ ổn định hóa học cao. Chi phí chế tạo thấp. Hai vật liệu phù hợp sản xuất hàng loạt. Tính tương thích cao giúp tạo cấu trúc dị thể. Cấu trúc dị thể SnO2/ZnO tăng hiệu suất nhạy khí.
1.2. Ưu thế hoạt động ở nhiệt độ phòng
Cảm biến khí truyền thống cần nhiệt độ cao. Nhiệt độ vận hành thường đạt 200 đến 400 độ C. Yêu cầu này tiêu tốn nhiều năng lượng. Vật liệu SnO2/ZnO khắc phục hạn chế đó. Hoạt động ở nhiệt độ phòng giảm công suất tiêu thụ. Tuổi thọ thiết bị tăng lên. Nguy cơ cháy nổ khi đo khí dễ cháy giảm. Cảm biến an toàn hơn với khí hydro. Đế dẻo không chịu được nhiệt độ cao. Nhiệt độ phòng cho phép dùng đế polyme. Đây là điều kiện cốt lõi cho cảm biến dẻo.
1.3. Ứng dụng cảm biến khí trên đế dẻo
Cảm biến trên đế dẻo là xu hướng phát triển mới. Đế Kapton chịu nhiệt và bền cơ học. Đế polyme cho phép uốn cong linh hoạt. Thiết bị đeo trên cơ thể trở nên khả thi. Ứng dụng theo dõi môi trường mở rộng. Cảm biến tích hợp vào da điện tử. Vật liệu SMO cấu trúc nano bám tốt trên đế dẻo. Quá trình chế tạo ở nhiệt độ thấp. Đế không bị biến dạng khi lắng đọng màng. Kết quả mở ra thị trường thiết bị thông minh.
II. Cơ chế hấp phụ và nhạy khí của vật liệu SMO
Cơ chế nhạy khí dựa trên hiện tượng hấp phụ bề mặt. Bề mặt vật liệu SMO hấp phụ phân tử ôxy từ không khí. Ôxy nhận điện tử từ vùng dẫn bán dẫn. Quá trình tạo các ion ôxy hấp phụ. Lớp nghèo điện tử hình thành gần bề mặt. Điện trở vật liệu tăng cao. Khi tiếp xúc khí khử, ôxy phản ứng và nhả điện tử. Điện trở giảm xuống. Khí ôxy hóa như NO2 lấy thêm điện tử. Điện trở tăng thêm. Sự thay đổi điện trở là tín hiệu đo. Vùng năng lượng uốn cong tại bề mặt. Rào thế bề mặt điều khiển dòng điện tử. Cấu trúc nano khuếch đại hiệu ứng này. Hiểu rõ cơ chế giúp tối ưu thiết kế cảm biến.
2.1. Hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học bề mặt
Hấp phụ chia thành hai loại chính. Hấp phụ vật lý liên kết yếu bằng lực Van der Waals. Phân tử khí bám lỏng lẻo trên bề mặt. Năng lượng liên kết thấp. Quá trình xảy ra ở nhiệt độ thấp. Hấp phụ hóa học liên kết mạnh hơn nhiều. Phân tử khí trao đổi điện tử với bề mặt. Liên kết hóa học hình thành. Hấp phụ hóa học quyết định độ nhạy khí. Ôxy hấp phụ hóa học tạo ion hoạt động. Nhiệt độ ảnh hưởng dạng ion ôxy. Ở nhiệt độ phòng, ion O2- chiếm ưu thế.
2.2. Hiện tượng uốn cong vùng năng lượng bán dẫn
Hấp phụ khí làm uốn cong vùng năng lượng. Điện tử di chuyển ra bề mặt. Vùng dẫn và vùng hóa trị cong lên. Rào thế bề mặt xuất hiện. Lớp điện tích không gian hình thành. Độ rộng lớp nghèo thay đổi theo khí hấp phụ. Khí khử làm rào thế giảm. Khí ôxy hóa làm rào thế tăng. Dòng điện tử vượt rào thay đổi. Điện trở vật liệu phản ánh trạng thái bề mặt. Mô hình uốn cong vùng giải thích độ nhạy.
2.3. Hấp phụ ôxy và cơ chế nhạy khí phòng
Ôxy là yếu tố then chốt trong cơ chế nhạy. Phân tử ôxy hấp phụ lên bề mặt SMO. Ôxy bắt điện tử tạo ion âm. Các dạng ion gồm O2-, O- và O2-. Nhiệt độ phòng ưu tiên ion phân tử O2-. Lớp nghèo điện tử bao quanh hạt nano. Khí mục tiêu phản ứng với ôxy hấp phụ. Điện tử trở lại vùng dẫn. Điện trở thay đổi nhanh. Độ đáp ứng phụ thuộc mật độ ôxy hấp phụ. Diện tích bề mặt lớn tăng số tâm hấp phụ.
III. Cấu trúc nano và biến tính vật liệu SnO2 ZnO
Cấu trúc nano nâng cao hiệu suất nhạy khí. Dây nano một chiều có tỷ lệ bề mặt trên thể tích cao. Thanh nano ZnO chế tạo bằng phương pháp thủy nhiệt. Phương pháp này đơn giản và chi phí thấp. Cấu trúc dây nano rẽ nhánh tạo nhiều tiếp giáp. Hệ CVD bốc bay nhiệt tạo dây nano SnO2 và ZnO. Biến tính kim loại quý cải thiện độ nhạy mạnh. Bạch kim và vàng làm chất xúc tác. Hạt nano kim loại quý tạo hiệu ứng tràn. Cấu trúc dị thể lõi vỏ tăng vùng nghèo. Tiếp giáp dị thể tạo rào thế bổ sung. Màng mỏng SnO2/Pt chế tạo bằng phún xạ DC. Mỗi cấu trúc mang ưu điểm riêng. Lựa chọn cấu trúc tùy loại khí mục tiêu.
3.1. Cấu trúc dây nano một chiều và thanh nano
Dây nano một chiều dẫn điện theo trục dài. Đường kính nhỏ cỡ vài chục nanomet. Tỷ lệ bề mặt trên thể tích rất cao. Nhiều tâm hấp phụ khí xuất hiện. Thanh nano ZnO mọc thẳng đứng trên đế. Phương pháp thủy nhiệt kiểm soát hình thái tốt. Nhiệt độ và thời gian điều chỉnh kích thước. Dung dịch tiền chất quyết định mật độ. Dây nano cho độ nhạy cao với NO2. Cấu trúc một chiều giảm thời gian đáp ứng.
3.2. Biến tính kim loại quý Pt và cấu trúc dị thể
Kim loại quý đóng vai trò xúc tác bề mặt. Bạch kim phân tách phân tử khí hydro. Hiệu ứng tràn đưa nguyên tử khí lên ôxít. Phản ứng bề mặt diễn ra nhanh hơn. Cấu trúc dị thể kết hợp hai vật liệu khác nhau. Tiếp giáp SnO2/ZnO tạo rào thế nội. Dây nano lõi vỏ tăng độ nhạy. Dây nano rẽ nhánh tạo nhiều điểm tiếp xúc. Vùng nghèo mở rộng tại tiếp giáp. Độ chọn lọc khí được cải thiện.
3.3. Màng mỏng SnO2 Pt chế tạo bằng phún xạ
Màng mỏng SnO2/Pt chế tạo bằng phún xạ DC. Phương pháp cho màng đồng đều. Chiều dày màng kiểm soát chính xác. Lớp Pt tạo tiếp xúc Schottky với SnO2. Chiều dày ảnh hưởng đặc trưng I-V. Màng mỏng phù hợp đế dẻo Kapton. Quá trình lắng đọng ở nhiệt độ thấp. Thành phần nguyên tố phân tích bằng phổ. Vi cấu trúc khảo sát bằng kính hiển vi. Màng mỏng nhạy khí hydro hiệu quả.
IV. Cảm biến khí NO2 nhiệt độ phòng SnO2 và ZnO
Cảm biến NO2 dùng vật liệu SnO2 và ZnO cấu trúc nano. NO2 là khí ôxy hóa mạnh. NO2 lấy điện tử từ bề mặt bán dẫn. Điện trở vật liệu tăng khi tiếp xúc NO2. Thanh nano và dây nano ZnO cho đáp ứng tốt. Cấu trúc rẽ nhánh giữa SnO2 và ZnO tăng độ nhạy. Tiếp giáp dị thể tạo nhiều vùng nghèo. Cảm biến hoạt động hoàn toàn ở nhiệt độ phòng. Độ đáp ứng tăng theo nồng độ NO2. Thời gian hồi phục được khảo sát kỹ. Hình thái vật liệu ảnh hưởng đặc trưng nhạy. Vi cấu trúc quyết định số tâm hoạt động. Kết quả định hướng phát triển cảm biến dẻo. Cảm biến NO2 ứng dụng giám sát ô nhiễm không khí.
4.1. Hình thái và vi cấu trúc vật liệu ZnO nhạy NO2
Hình thái vật liệu khảo sát bằng kính hiển vi điện tử. Thanh nano ZnO có dạng lục giác. Dây nano ZnO mảnh và dài. Mật độ dây ảnh hưởng độ nhạy. Vi cấu trúc phân tích bằng nhiễu xạ tia X. ZnO kết tinh dạng wurtzite. Hướng mọc tinh thể được xác định. Kích thước hạt tinh thể tính theo phổ. Bề mặt sạch tăng hấp phụ ôxy. Hình thái đồng đều cho tín hiệu ổn định.
4.2. Đặc trưng nhạy khí NO2 của cảm biến nano ZnO
Cảm biến ZnO đáp ứng nhanh với NO2. Điện trở tăng khi NO2 xuất hiện. Độ đáp ứng tỷ lệ với nồng độ khí. Giới hạn phát hiện đạt mức phần triệu. Nhiệt độ phòng đủ để vận hành. Thời gian đáp ứng ở mức giây. Thời gian hồi phục dài hơn đáp ứng. Độ chọn lọc với NO2 khá cao. Dây nano vượt trội hơn thanh nano. Diện tích bề mặt lớn giải thích kết quả.
4.3. Cấu trúc rẽ nhánh SnO2 ZnO tăng độ nhạy NO2
Cấu trúc rẽ nhánh kết hợp dây SnO2 và ZnO. Nhánh con mọc trên thân dây chính. Số tiếp giáp dị thể tăng mạnh. Mỗi tiếp giáp tạo rào thế nội. Vùng nghèo điện tử mở rộng. Độ nhạy NO2 cao hơn dây đơn. Diện tích bề mặt hoạt động tăng. Hình thái rẽ nhánh khảo sát bằng kính hiển vi. Đặc trưng nhạy đo ở nhiệt độ phòng. Kết quả khẳng định ưu thế cấu trúc dị thể.
V. Cảm biến hydro màng mỏng SnO2 Pt trên đế Kapton
Cảm biến hydro dùng màng mỏng SnO2/Pt. Màng chế tạo trên đế dẻo Kapton. Bạch kim tạo tiếp xúc Schottky với SnO2. Hiệu ứng Schottky điều khiển dòng điện tử. Khí hydro làm thay đổi rào thế Schottky. Đặc trưng I-V phản ánh nồng độ hydro. Chiều dày màng ảnh hưởng độ nhạy. Màng mỏng cho rào thế lớn hơn. Cảm biến hoạt động ở nhiệt độ phòng. Hiệu ứng tự đốt nóng cũng được khai thác. Dòng điện làm nóng cục bộ màng. Nhiệt tự sinh tăng tốc phản ứng khí. Ảnh nhiệt hồng ngoại xác nhận hiệu ứng. Cảm biến an toàn khi đo khí dễ cháy. Đế dẻo mở ra ứng dụng linh hoạt.
5.1. Hiệu ứng Schottky trong màng mỏng SnO2 Pt
Tiếp xúc Pt và SnO2 tạo rào Schottky. Công thoát hai vật liệu khác nhau. Điện tử di chuyển tạo rào thế. Hydro hấp phụ lên bạch kim. Nguyên tử hydro làm giảm công thoát Pt. Rào Schottky thay đổi theo nồng độ hydro. Đặc trưng I-V dịch chuyển rõ rệt. Chiều dày màng quyết định độ cao rào. Màng mỏng cho độ nhạy cao hơn. Cơ chế Schottky giải thích đáp ứng nhanh.
5.2. Hiệu ứng tự đốt nóng và ảnh nhiệt hồng ngoại
Hiệu ứng tự đốt nóng dùng dòng điện sinh nhiệt. Dòng chạy qua màng làm nóng cục bộ. Nhiệt độ tăng tại vùng hoạt động. Phản ứng khí diễn ra nhanh hơn. Không cần lò gia nhiệt bên ngoài. Đế dẻo không bị hư hại. Ảnh nhiệt hồng ngoại đo phân bố nhiệt. Nhiệt tập trung tại điện cực hẹp. Công suất tiêu thụ rất thấp. Hiệu ứng phù hợp cảm biến dẻo tiết kiệm năng lượng.
5.3. Đặc trưng nhạy khí H2 theo chiều dày màng
Chiều dày màng ảnh hưởng mạnh độ nhạy H2. Màng mỏng cho đáp ứng cao hơn. Lớp nghèo chiếm tỷ lệ lớn trong màng mỏng. Độ đáp ứng tăng theo nồng độ hydro. Thời gian đáp ứng ở mức giây. Cảm biến hồi phục khi ngắt khí. Nhiệt độ phòng đủ để vận hành. Hiệu ứng tự đốt nóng tăng tốc độ. Độ ổn định qua nhiều chu kỳ tốt. Kết quả khẳng định tiềm năng cảm biến H2 dẻo.
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (163 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộLỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan toàn bộ các nội dung của luận án này là công trình nghiên cứu của riêng tác giả dưới sự hướng dẫn của PGS. Nguyễn Văn Duy và GS. Hugo Minh Hung Nguyen. Các số liệu và kết quả trong luận án này hoàn toàn trung thực và chưa được tác giả khác công bố.
Hà Nội, ngày 23 tháng 10 năm 2023 TM tập thể hướng dẫn Tác giả PGS. Nguyễn Văn Duy Võ Thanh Được i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới tập thể giáo viên hướng dẫn bao gồm PGS. Nguyễn Văn Duy và GS. Hugo Minh Hung Nguyen.
Hai Thầy đã đóng góp các ý kiến khoa học quý báu, đã động viên khích lệ, cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để tôi hoàn thành luận án này. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới GS. Nguyễn Đức Hòa, PGS. Đặng Thị Thanh Lê, PGS.TS Chử Mạnh Hưng, TS Nguyễn Văn Toán, quý Thầy Cô đã luôn nhiệt tình giúp đỡ, chia sẻ kinh nghiệm và gợi mở nhiều ý tưởng quan trọng để tôi thực hiện các nghiên cứu của luận án này.
Tôi cũng xin cảm ơn các nghiên cứu sinh và học viên cao học của nhóm Cảm biến và thiết bị thông minh đã luôn đồng hành và hỗ trợ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn Trường Vật liệu; Ban Đào tạo - Đại học Bách khoa Hà Nội; Bộ môn Cơ điện tử, khoa Công nghệ thông tin, Trường Đại học Công nghệ GTVT đã tạo điều kiện cho tôi được tập trung học tập và nghiên cứu. Cuối cùng, tôi xin được gửi lời cảm ơn tới toàn thể gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã luôn luôn động viên và chia sẻ để giúp tôi hoàn thành luận án này. Tác giả Võ Thanh Được ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .ii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT.
vii DANH MỤC BẢNG BIỂU .ix DANH MỤC HÌNH ẢNH. x GIỚI THIỆU CHUNG. Cảm biến khí trên đế dẻo dùng vật liệu SMO cấu trúc nano. Các loại đế dẻo polyme.
Vật liệu SMO hoạt động ở nhiệt độ phòng/ tự đốt nóng dùng để chế tạo các cảm biến khí trên đế dẻo. Hiện tượng hấp phụ trên bề mặt vật liệu SMO. Hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học trên bề mặt chất rắn. Hiện tượng uốn cong vùng năng lượng của chất bán dẫn khi hấp phụ khí.
Hiện tượng hấp phụ ôxy bề mặt và cơ chế nhạy khí của vật liệu SMO ở nhiệt độ phòng. Vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO thuần hoạt động ở nhiệt độ phòng. Các cấu trúc nano một chiều. Cấu trúc màng mỏng.
Vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO biến tính bằng kim loại quý hoạt động ở nhiệt độ phòng. Vật liệu và phương pháp. Cơ chế nhạy khí ở nhiệt độ phòng của vật liệu SMO biến tính bằng kim loại quý. Vật liệu nhạy khí dùng cấu trúc dị thể của vật liệu SMO hoạt động ở nhiệt độ phòng.
Cấu trúc dây nano lõi - vỏ. Cấu trúc dây nano rẽ nhánh. Cơ chế nhạy khí ở nhiệt độ phòng của các cấu trúc dị thể. Hiệu ứng Schottky và hiệu ứng tự đốt nóng.
Hiệu ứng Schottky. Hiệu ứng tự đốt nóng. 42 Kết luận chương 1. Quy trình chế tạo chíp điện cực.
Thực nghiệm chế tạo chíp điện cực trên đế Si/SiO2. Thực nghiệm chế tạo chíp điện cực trên đế dẻo Kapton. Thực nghiệm chế tạo vật liệu nhạy khí. Chế tạo vật liệu thanh/ dây nano của ZnO bằng phương pháp thủy nhiệt.
Chế tạo các cấu trúc dây nano rẽ nhánh giữa hai vật liệu ZnO và SnO2 theo phương pháp bốc bay nhiệt bằng hệ CVD. Chế tạo vật liệu màng mỏng SnO2/Pt bằng phương pháp phún xạ DC. Các phương pháp phân tích hình thái và vi cấu trúc vật liệu. Khảo sát tính chất điện và tính chất nhạy khí.
Bộ điều khiển lưu lượng khí MFC. Buồng đo và thiết bị đo điện trở theo thời gian. Máy vi tính và các thiết bị ngoại vi. 65 Kết luận chương 2.
CẢM BIẾN KHÍ NO2 HOẠT ĐỘNG Ở NHIỆT ĐỘ PHÒNG/ TỰ ĐỐT NÓNG TRÊN CƠ SỞ VẬT LIỆU SnO2 và ZnO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN CẢM BIẾN KHÍ TRÊN ĐẾ DẺO. Các cấu trúc nano một chiều của vật liệu ZnO nhạy khí NO2 ở nhiệt độ phòng. Khảo sát hình thái của vật liệu. Khảo sát vi cấu trúc thanh nano và dây nano ZnO.
Khảo sát đặc trưng nhạy khí của cảm biến dùng vật liệu thanh nano và dây nano ZnO. Các cấu trúc rẽ nhánh giữa dây nano SnO2 và dây nano SnO2 nhạy khí NO2 ở nhiệt độ phòng. Khảo sát vi cấu trúc và hình thái của các cấu trúc rẽ nhánh giữa SnO2 và ZnO. Khảo sát các đặc trưng nhạy khí NO2 ở nhiệt độ phòng của các cấu trúc rẽ nhánh dây nano giữa SnO2 và ZnO.
87 Kết luận chương 3. CẢM BIẾN KHÍ HYDRO HOẠT ĐỘNG Ở NHIỆT ĐỘ PHÒNG/ TỰ ĐỐT NÓNG DÙNG VẬT LIỆU MÀNG MỎNG SnO2/Pt CHẾ TẠO TRÊN ĐẾ DẺO KAPTON. Khảo sát hình thái và vi cấu trúc màng mỏng SnO2/Pt. Hình thái bề mặt vật liệu màng mỏng SnO2/Pt.
Vi cấu trúc vật liệu màng mỏng SnO2/Pt. Các thành phần nguyên tố trong màng mỏng SnO2/Pt. Khảo sát hiệu ứng Schottky vật liệu màng mỏng SnO2/Pt. Khảo sát đặc trưng I – V của cảm biến dùng vật liệu màng mỏng SnO2/Pt theo các chiều dày màng.
Khảo sát đặc trưng nhạy khí H2 ở nhiệt độ phòng theo chiều dày màng SnO2/Pt trên cơ sở hiệu ứng Schottky. Giải thích cơ chế nhạy khí. Khảo sát hiệu ứng tự đốt nóng vật liệu màng mỏng SnO2/Pt. Đặc trưng I – V và ảnh nhiệt hồng ngoại của vật liệu màng mỏng SnO2/Pt.
Khảo sát đặc trưng nhạy khí của cảm biến SnO2/Pt với H2 trên cơ sở hiệu ứng tự đốt nóng. 128 Kết luận chương 4. 135 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ CỦA LUẬN ÁN. 136 DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN.
138 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 139 vi DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu, STT Tên tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt viết tắt 1 0D Zero Dimensional Không chiều 2 1D One Dimensional Một chiều 3 2D Two Dimensional Hai chiều 4 Ads Adsorption Hấp phụ 5 CNTs Carbon Nanotubes Ống nano carbon 6 CVD Chemical Vapor Deposition Lắng đọng hơi hóa học 7 DC Direct Current Dòng điện một chiều Energy-dispersive X-ray 8 EDS Phổ tán sắc năng lượng tia X Spectroscopy Field Emission Scanning Hiển vi điện tử quét phát xạ 9 FE-SEM Electron Microscope trường 10 FIB Focused Ion Beam Chùm iôn hội tụ 11 HMDS HexaMethylDiSilazane Chất bám dính HMDS 12 HMTA hexamethylenetetramine Hexamethylenetetramine High-Resolution Transmission Hiển vi điện tử truyền qua 13 HR-TEM Electron Microscopy phân giải cao 14 IoTs (Internet of Things) Internet vạn vật International Training Institute Viện Đào tạo quốc tế về 15 ITIMS for Materials Science khoa học vật liệu 16 ITO Indium Tin Oxide Oxit thiếc inđi 17 I-V Current-Voltage Dòng điện – điện áp 18 IR Infrared Hồng ngoại 19 LPG Liquefied Petroleum Gas khí dầu mỏ hóa lỏng Micro-Electro-Mechanical 20 MEMS Hệ vi cơ điện tử Systems 21 NRs Nanorods Thanh nano 22 NWs Nanowires Dây nano 23 ppb Parts per billion Một phần tỷ 24 ppm Parts per million Một phần triệu 25 PR Photoresist Chất cảm quang Điện trở của cảm biến trong 26 Ra Rair không khí Điện trở của cảm biến trong 27 Rg Rgas khí thử vii 28 Rec Recovery Hồi phục 29 Res Response Đáp ứng 30 RF Radio Frequency Tần số vô tuyến 31 RH Relative Humidity Độ ẩm tương đối 32 RFID Radio Frequency Identification Nhận dạng tần số vô tuyến 33 rGO reduced Graphene Oxide Graphen oxit khử 34 RPM Revolutions Per Minute Vòng quay/phút 35 RT Room Temperature Nhiệt độ phòng Selected Area Electron Nhiễu xạ điện tử lựa chọn 36 SAED Diffraction vùng standard cubic centimeters per 37 sccm Chuẩn khối cm3/phút minute 38 SCR Space Charge Region Vùng điện tích không gian 39 SEM Scanning Electron Microscope Kính hiển vi điện tử quét 40 SMO Semiconductor Metal Oxide Oxit kim loại bán dẫn Transition Electron Kính hiển vi điện tử truyền 41 TEM Microscope qua 42 UV Ultraviolet Tia cực tím 43 VLS Vapor-Liquid-Solid Hơi – lỏng – rắn 44 VOCs Volatile Organic Compounds Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi 45 VS Vapor -Solid Hơi – Rắn 46 XRD X-ray Diffraction Nhiễu xạ tia X X-ray Photoelectron 47 XPS Phổ quang điện tử tia X Spectroscopy viii DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1. Một số tính chất vật lý của các loại đế PET, PEN và PI 11 Bảng 1. So sánh sự khác biệt chính giữa quá trình hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học 15 Bảng 1.
Thống kê một số công trình nghiên cứu cảm biến khí ở nhiệt độ phòng/ tự đốt nóng dùng vật liệu SnO2 và ZnO thuần 24 Bảng 1. Thống kê một số công trình nghiên cứu cảm biến khí ở nhiệt độ phòng/ tự đốt nóng trên cơ sở vật liệu SnO2 và ZnO biến tính kim loại quý 30 Bảng 2. Hóa chất dùng cho chế tạo cảm biến bằng phương pháp thủy nhiệt 53 Bảng 2. Thông số chế tạo màng mỏng SnO2/Pt bằng phương pháp phún xạ 62 Bảng 3.
Thống kê các giá trị thời gian đáp ứng và hồi phục của cảm biến thanh nano và dây nano ZnO theo nồng độ NO2 và điện áp đặt vào cảm 76 biến Bảng 4. Thống kê các điều kiện chế tạo màng SnO2/Pt theo tỷ lệ phún xạ Ar – O2 và điện trở tương ứng của cảm biến. Kích thước tinh thể SnO2 tính bằng công thức Scherrer theo tỷ lệ Ar – O2 105 Bảng 4. Kích thước tinh thể SnO2 tính bằng công thức Scherrer với tỷ lệ 107 Ar – O2 là 1:1 khảo sát theo các chiều dày màng SnO2 ix DANH MỤC HÌNH ẢNH Trang Hình 1.
Cấu tạo chung của một cảm biến khí hoạt động dựa trên sự thay 10 đổi độ dẫn của vật liệu SMO Hình 1. Hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học trên bề mặt chất rắn 14 Hình 1. Mô hình đơn giản minh họa sự uốn cong vùng năng lượng trong chất bán dẫn sau khi hấp phụ hóa học các ion ôxy trên các vị trí bề 17 mặt vật liệu Hình 1. Sơ đồ cơ chế nhạy khí của cấu trúc nano SMO loại n đáp ứng 20 khí khử.
Mô hình sự hình thành rào thế biên giữa các biên trước và sau 21 khi có khí CO Hình 1.6 Minh họa ba cơ chế phụ thuộc của độ dẫn vật liệu bán dẫn vào 22 kích thước hạt Hình 1. Thống kê các loại vật liệu SMO dùng cho cảm biến khí 23 Hình 1.
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Nghiên cứu vật liệu nhạy khí SnO2/ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng" nghiên cứu về vấn đề gì?
Nghiên cứu chế tạo vật liệu SnO2-ZnO nhạy khí tự đốt nóng ở nhiệt độ phòng. Phát triển cảm biến khí hiệu quả trên nền đế dẻo cho ứng dụng thực tế.
Luận án "Nghiên cứu vật liệu nhạy khí SnO2/ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại Đại học Bách khoa Hà Nội. Năm bảo vệ: 2023.
Luận án "Nghiên cứu vật liệu nhạy khí SnO2/ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Nghiên cứu vật liệu nhạy khí SnO2/ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng" thuộc chuyên ngành Vật liệu. Danh mục: Công Nghệ Hóa Học.
Luận án "Nghiên cứu vật liệu nhạy khí SnO2/ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng" có bao nhiêu trang?
Luận án "Nghiên cứu vật liệu nhạy khí SnO2/ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng" có 163 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Nghiên cứu vật liệu nhạy khí SnO2/ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.