حسگرهای گاز و نور محیط با استفاده از نانو سیم های ZnO

قیمت: 42,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

حسگرهای گاز و نور محیط با استفاده از نانو سیم های ZnO

عنوان لاتین

Environmental Gas and Light Sensing Using ZnO Nanowires

در این مقاله، آرایه های عمودی اکسید روی(ZnO) نانوسیم ها(NWs) توسط سیستم بخار شیمیایی سنتز می شوند و سپس با استفاده از دی الکتروفوروز، روی الکترودهای مبنا قرار می گیرند. دستگاه های NW، با 4 فرمان افزایش هدایت الکتریکی در معرض اشعه UV، 1220µw/cm2 نشان می دهند. پاسخ UV دارای یک جزء مولفه ی سریع، بدلیل ایجاد حفره الکترونی و همچنین مولد کندتر به انتشار انواع اکسیژن از سطح NWاست.علاوه براین، با توجه به افزایش حجم الکترون در حضور UV، انواع اکسیژن روی سطح ZnO به یون های منفی فعال تبدیل می شوند.هم چنین هنگامیکه فشار به میزان 0.05 میلی بار کاهش می یابد هدایت NWها،بعلت حذف اکسیژن از سطح NW به میزان 3.5 برابر افزایش می یابد.برای اولین بار،تابش UV، برای خواص سنجش CO در ZnO NW بهبود یافت. هنگامیکه در معرض تابش 250 μW/cm2 است نه تنها حساسیت بیش از 75 درصدافزایش می یابد بلکه یک پاسخ تکرار پذیر و قابل بازیابی نیز حاصل می شود که بدلیل تشکیل یونهای اکسیژن فعال است.به همین دلیل زمانی که درجه حرارت بالا است حساسیت بیشتری نسبت به CO حاصل می شود. دستگاه ها حساسیت نمایی بیشتر از 4 برابر در مجاورت با افزایش رطوبت نسبی(RH)تا 86%در دمای اتاق نشان میدهد.

In this paper, vertical arrays of zinc oxide (ZnO) nanowires (NWs) are synthesized by a chemical vapor deposition system and then deposited on patterned electrodes using dielectrophoresis. The NW devices illustrate four orders of magnitude increase in conductivity when exposed to ultraviolet (UV) irradiation of 1220 μW/cm2 . UV response has a fast component, due to electron-hole generation, as well as a slower component, attributed to the release of oxygen species from the surface of NW.Moreover, due to the increased electron density in the presence of UV, the type of oxygen species on the surface of ZnO changes to more reactive negative ions. In addition, when the pressure is decreased to 0.05 mBar, the conductivity of the NWs increases ∼3.5 times due to the removal of oxygen molecules from the surface. For the first time, UV irradiation is used to improve the carbon monoxide (CO) sensing properties of ZnO NWs. When exposed to 250 μW/cm2 UV irradiation, not only the sensitivity increases more than 75%, but also a repeatable and recoverable response is obtained, which is due to formation of more reactive oxygen ions. For the same reason, when the temperature is elevated, higher sensitivity to CO is achieved. The devices demonstrate exponential sensitivities of more than four decades when the relative humidity (RH) increases to 86% at room temperature.