طراحی و ساخت حسگر گاز ito به روش ساندویچی

استفاده از نیمه هادی های اکسیدی، برای ساخت ادوات مختلف نظیر حسگر¬های گاز و سلول¬های خورشیدی، حائز اهمیت بوده و همواره مورد مطالعه واقع شده است. در این میان برای افزایش حساسیت حسگرها از روش¬های مختلفی مانند پیش رفتن به سمت ساختار¬های در مقیاس نانو، افزودن ناخالصی و یا اضافه کردن لایه¬هایی از فلزات نجیب به نیمه¬هادی اکسیدی استفاده می¬شود. کار حاضر با هدف افزایش حساسیت حسگر گاز اکسید ایندیم آلایش شده با قلع (ito) آغاز شد. ابتدا، فیلم¬های ito به روش تبخیر با پرتو الکترونی بر روی زیر¬پایه¬های سیلیکایی لایه¬نشانی شد. سپس از فلزات مختلفی نظیر طلا، نقره و مس به عنوان لایه¬های کاتالیزوری، محرک ، بافر و استفاده همزمان از دو لایه کاتالیزور و محرک (منظور از ساختار¬های ساندویچی، ساختار¬های ito- فلز (بافر)- ito و فلز (کاتالیزور)-ito- فلز (محرک) است. ) به منظور افزایش حساسیت حسگر به دو گاز اتانول و دی اکسید کربن استفاده شد. سپس حسگرهای ساخته شده در دما¬ها و تراکم¬های مختلفی از دو گاز فوق الذکر قرار داده شدند و تغییرات مقاومت حسگرها مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه اندازه¬گیری¬های الکتریکی نشان داد که فلزات مختلف اثرات متفاوتی بر روی حسگر نسبت به دو گاز اتانول و دی اکسید کربن می¬گذارند. مشاهده شد که حساسیت حسگر ito با استفاده از نقره با ضخامت 15 نانومتر به عنوان لایه محرک، به گاز اتانول در حدود 6 برابر نسبت به حسگر بدون لایه محرک افزایش می¬یابد در حالی که این امر برای گاز دی اکسید کربن با استفاده همزمان از لایه¬های محرک نقره (ضخامت 15 نانومتر) و کاتالیزوری طلا (ضخامت 15 نانومتر) میسر می¬شود. حسگر فوق الذکر می¬تواند حساسیت به گاز دی اکسید کربن را در حدود 4.5 برابر نسبت به حسگر تک لایه ito، افزایش دهد. استفاده از فلزات در ساختار حسگر ito، علاوه بر افزایش حساسیت باعث کاهش زمان¬های اوج و بازیابی (سرعت پاسخ دهی) شد. همچنین جهت تجزیه و تکمیل نتایج، مورفولوژی سطح اکسید با لایه¬های طلا، نقره و مس مورد بررسی قرار گرفت.