1

بر مبتنی گازی سنسورهای ZnOنانومیله

بر مبتنی گازی سنسورهای ZnOنانومیله

2

فهرستفهرست

1 .بعدی تک ساختارهای نانو2 .میله ZnOنانو3 .گازی سنسور عملکرد ZnOنحوه4 .ساخت های روش5.نتایج

1 .بعدی تک ساختارهای نانو2 .میله ZnOنانو3 .گازی سنسور عملکرد ZnOنحوه4 .ساخت های روش5.نتایج

3

بعدی تک ساختارهای بعدی نانو تک ساختارهای نانو

: بعدی تک های ساختار نانو ها میله نانو سیمها نانو... و ها تیوب نانو

خصوصیات برای را بسیاری توجه امروزهدر روزافزون کاربردهای و فرد به منحصرجلب خود به نوری الکترونیک و الکترونیک

. اند کرده

: بعدی تک های ساختار نانو ها میله نانو سیمها نانو... و ها تیوب نانو

خصوصیات برای را بسیاری توجه امروزهدر روزافزون کاربردهای و فرد به منحصرجلب خود به نوری الکترونیک و الکترونیک

. اند کرده

4

های نانومیله های ZnOمشخصات نانومیله ZnOمشخصات

در مختلف و افزون روز کاربردهایساخت روز تکنولوژی

  ,Field effect transistor Ultraviolet photo detector , Schottky diode , and Ultra-bright light-emittingdiode (LED)

در مختلف و افزون روز کاربردهایساخت روز تکنولوژی

 Field effect transistor, Ultraviolet photo detector , Schottky diode , and Ultra-bright light-emitting diode (LED)

5

سطحی ( Adsorption)جذب سطحی ( Adsorption)جذب

جذب          م  مولکول های یا اتم ها جذب فرآیند سطحی

        با تماس در گاز یا مایع یک در وجود .     بوسیله  جذب این است جامد سطح یک

      روی  همدوسی و چسبندگی نیروهایمی دهد.

بلندبرد سست نیروهای با سطحی جذب   نیروهای  با و آغاز واندروالسی نیروی مانند       پایان فلزی و یونی مانند برد کوتاه نیرومند

می یابد.

جذب          م  مولکول های یا اتم ها جذب فرآیند سطحی

        با تماس در گاز یا مایع یک در وجود .     بوسیله  جذب این است جامد سطح یک

      روی  همدوسی و چسبندگی نیروهایمی دهد.

بلندبرد سست نیروهای با سطحی جذب   نیروهای  با و آغاز واندروالسی نیروی مانند       پایان فلزی و یونی مانند برد کوتاه نیرومند

می یابد.

6

سطحی سطحی جذب جذب

مواد و جامد سطح بین دمای اختالف هرچهمی دهد روی زودتر جذب باشد، بیشتر جذبی

محرکه نیروی مواد، گرمایی انرژی زیرا. است سطح روی جذب

مواد و جامد سطح بین دمای اختالف هرچهمی دهد روی زودتر جذب باشد، بیشتر جذبی

محرکه نیروی مواد، گرمایی انرژی زیرا. است سطح روی جذب

7

جذب ریاضی جذب روابط ریاضی روابط

موجود جذب برای ریاضی رابطه چند: هنری. رابطه است

X=Kh*PX. پوشش مورد .Pسطح گاز Khفشار

ثابت ضریب: النگمویر جذب ایزوترم

  آن در کل  θکه به پوشیده شده سطح نسبت. جذب برای دسترس در یا  pسطح فشار

  و نظر مورد گاز تعادل  Kغلظت ثابت. است جذب واکنش

موجود جذب برای ریاضی رابطه چند: هنری. رابطه است

X=Kh*PX. پوشش مورد .Pسطح گاز Khفشار

ثابت ضریب: النگمویر جذب ایزوترم

  آن در کل  θکه به پوشیده شده سطح نسبت. جذب برای دسترس در یا  pسطح فشار

  و نظر مورد گاز تعادل  Kغلظت ثابت. است جذب واکنش

8

تمکین تمکین ایزوترم ایزوترم

: تمکین جذب ایزوترم

  آن در نسبت  ) θکه سطح پوششی کسردسترس در سطح کل به پوشیده شده سطح

  ) ، جذب مورد  pبرای گاز غلظت یا فشارو بوده .Bو Aنظر هستند ثابت مقادیر

: تمکین جذب ایزوترم

  آن در نسبت  ) θکه سطح پوششی کسردسترس در سطح کل به پوشیده شده سطح

  ) ، جذب مورد  pبرای گاز غلظت یا فشارو بوده .Bو Aنظر هستند ثابت مقادیر

9

های های ZnOنانومیله ZnOنانومیله

نانو روی بر گاز های مولکول سطحی جذبکه شود می باعث اکسید روی ها میلههدایت قبیل از ها نانومیله خصوصیات

.. نانومیله و تشدید،جرم الکتریکی،فرکانس. کند تغییر ها

را محیط در گاز وجود میتوان وسیله بدین. داد تشخیص

از استفاده با جریان یک ایجاد راه بهترینبررسی و نانومیله سر دو ولتاژ اعمال

. است گاز معرض در آن جریان تغییرات

نانو روی بر گاز های مولکول سطحی جذبکه شود می باعث اکسید روی ها میلههدایت قبیل از ها نانومیله خصوصیات

.. نانومیله و تشدید،جرم الکتریکی،فرکانس. کند تغییر ها

را محیط در گاز وجود میتوان وسیله بدین. داد تشخیص

از استفاده با جریان یک ایجاد راه بهترینبررسی و نانومیله سر دو ولتاژ اعمال

. است گاز معرض در آن جریان تغییرات

10

های های ZnOنانومیله ZnOنانومیله

11

های میله های ZnOنانو میله ZnOنانو

در است مشخص نمودار در که همانطوراتفاق نانومیله جریان در پیک یک گاز معرض

میوفتد. وجود به باالیی بسیار حساسیت سنسور این

. دارد گاز

در است مشخص نمودار در که همانطوراتفاق نانومیله جریان در پیک یک گاز معرض

میوفتد. وجود به باالیی بسیار حساسیت سنسور این

. دارد گاز

12

های میله های ZnOنانو میله ZnOنانو

گازهای ازای به سنسور حساسیت میزان. است متفاوت مختلف

گازهای ازای به سنسور حساسیت میزان. است متفاوت مختلف

13

ساخت های روش ساخت انواع های روش انواع

بر میله نانو رشد ساخت روش ترین متداولبخار substrateروی پاشیدن ZnOتوسط

. باشد می وخط روند دارای روش متداول روش

. است منظور مشخص عملی و آزمایشی بخارZnO به .3را کرد تهیه توان می روش

)Thermal evaporation گرمایی ) تبخیر)Chemical reduction شیمیایی )کاهش)Vapor-Liquid-Solidمایع،جامد،گاز(

بر میله نانو رشد ساخت روش ترین متداولبخار substrateروی پاشیدن ZnOتوسط

. باشد می وخط روند دارای روش متداول روش

. است منظور مشخص عملی و آزمایشی بخارZnO به .3را کرد تهیه توان می روش

Thermal evaporation( گرمایی (تبخیرChemical reduction( شیمیایی (کاهشVapor-Liquid-Solid(مایع،جامد،گاز)

14

ساخت ساخت روش روش

Thermal evaporation روش این با ZnOدر مخلوط SnO2را

باال دمای در حرارت با را ترکیب این و کرده. کنند می تبخیر

Chemical reduction از ابتدا روش این از ZnOدر استفاده با

بخار شیمیایی کاهش استخراج Znروش را . بخار سپسس کنند روی Znمی بر را

substrate با شدن ترکیب با که پاشند میبه دوباره .ZnOاکسیژن شود می تبدیل

Thermal evaporation روش این با ZnOدر مخلوط SnO2را

باال دمای در حرارت با را ترکیب این و کرده. کنند می تبخیر

Chemical reduction از ابتدا روش این از ZnOدر استفاده با

بخار شیمیایی کاهش استخراج Znروش را . بخار سپسس کنند روی Znمی بر را

substrate با شدن ترکیب با که پاشند میبه دوباره .ZnOاکسیژن شود می تبدیل

15

ساخت ساخت VLSروش VLSروش

بر را کاتالیزور از قطراتی ابتدا روش این درمی substrate روی خاصی الگوی طبق

ریزند.: از عبارتند کاتالیزورها

قلع و طال،مس،نیکل بخار از Znسپس ترکیبی در CO/CO2و را

باعث substrateمعرض که میدهند قرار. شود می ها میله نانو رشد

بر را کاتالیزور از قطراتی ابتدا روش این درمی substrate روی خاصی الگوی طبق

ریزند.: از عبارتند کاتالیزورها

قلع و طال،مس،نیکل بخار از Znسپس ترکیبی در CO/CO2و را

باعث substrateمعرض که میدهند قرار. شود می ها میله نانو رشد

16

VLSروش VLSروش

17

VLSروش VLSروش

18

VLSروش VLSروش

19

ها میله ها نانو میله نانو

20

MOCVDروش MOCVDروش

- آلی فلز بخار های  برآرایی روش از یکیبرآرایی بهتر تعبیر به و نشانی الیه

  رشد  برای فرایند این از است؛ بخار فاز از   چند ساختارهای مانند کریستالی های الیه

.   شود  می استفاده هادی نیمه الیه الیه یک پیشرفته های رآکتور در روش این در

برروی را گاز از نازک می substrateبسیارنشانند.

دقیق بسیار الیه این کیفیت و ضخامتروی. بر شده نشانده مواد سپس است

substrate . دهند می رشد را

- آلی فلز بخار های  برآرایی روش از یکیبرآرایی بهتر تعبیر به و نشانی الیه

  رشد  برای فرایند این از است؛ بخار فاز از   چند ساختارهای مانند کریستالی های الیه

.   شود  می استفاده هادی نیمه الیه الیه یک پیشرفته های رآکتور در روش این در

برروی را گاز از نازک می substrateبسیارنشانند.

دقیق بسیار الیه این کیفیت و ضخامتروی. بر شده نشانده مواد سپس است

substrate . دهند می رشد را

21

MOCVDروش MOCVDروش

  ماده های پیش از استفاده با روش این در ) (  رشد- دمای ، فلز حامل گازهای فلزی آلی

با نازک های الیه توان می و یافته کاهش . خالف بر کرد تهیه بهتری کیفیت

  با  روش این مولکولی باریکه برآرایی روش   و  است همراه شیمیایی واکنش یک

(   فشار  در نمی دهد رخ خالء کیلو 100تا 2درپاسکال(.

  ماده های پیش از استفاده با روش این در ) (  رشد- دمای ، فلز حامل گازهای فلزی آلی

با نازک های الیه توان می و یافته کاهش . خالف بر کرد تهیه بهتری کیفیت

  با  روش این مولکولی باریکه برآرایی روش   و  است همراه شیمیایی واکنش یک

(   فشار  در نمی دهد رخ خالء کیلو 100تا 2درپاسکال(.

22

شیمیایی ساخت شیمیایی روش ساخت روش

یک برروی روی سیلیکون substrateاکسیدهیدروترمال سنتز از استفاده با میتواند

. شود ساخته واکنش نوع هر به � عمدتا هیدروترمال کلمه

دماهایی در آبی حالل حضور در ناهمگن     در نتیجه در و بحرانی دمای از باالتر

. عبارت به می شود اطالق باال فشارهایآبی حالل واکنش های به هیدروترمال دیگر

° از باالتر دماهایی در فشارهایی C۱۰۰ که واز . ۱باالتر به می شود اطالق اتمسفر

دو از ترمال هیدرو واژه عمومی صورتکه شده است تشکیل ترمال و هیدرو بخش. می دهد نشان را محلول نوع هیدرو پیشوند

یک برروی روی سیلیکون substrateاکسیدهیدروترمال سنتز از استفاده با میتواند

. شود ساخته واکنش نوع هر به � عمدتا هیدروترمال کلمه

دماهایی در آبی حالل حضور در ناهمگن     در نتیجه در و بحرانی دمای از باالتر

. عبارت به می شود اطالق باال فشارهایآبی حالل واکنش های به هیدروترمال دیگر

° از باالتر دماهایی در فشارهایی C ۱۰۰که واز . ۱باالتر به می شود اطالق اتمسفر

دو از ترمال هیدرو واژه عمومی صورتکه شده است تشکیل ترمال و هیدرو بخش. می دهد نشان را محلول نوع هیدرو پیشوند

23

نانومیله ساخت نانومیله znoروش ساخت znoروش

: ابتدایی موادZn(SO4).7H2ONH4OH

ابتدا کامل substrateدر طور به باید . که شود می باعث شستشو این شود شسته

. شود پخش بتواند درستی به محلول آنکه از قرار substrateبعد آبی محلول در

دمای در اجاق در را آن شد 95-75دادهمدت به .10درجه دهند می گرما دقیقه

: ابتدایی موادZn(SO4).7H2ONH4OH

ابتدا کامل substrateدر طور به باید . که شود می باعث شستشو این شود شسته

. شود پخش بتواند درستی به محلول آنکه از قرار substrateبعد آبی محلول در

دمای در اجاق در را آن شد 95-75دادهمدت به .10درجه دهند می گرما دقیقه

24

ساخت ساخت روش روش

گرما از یونیزه substrateبعد دی آب با. شود می شسته

دمای در مدت 150سپس به هوا در درجه10. شود می خشک دقیقه

گرما از یونیزه substrateبعد دی آب با. شود می شسته

دمای در مدت 150سپس به هوا در درجه10. شود می خشک دقیقه

25

ساخت ساخت روش روش