بهبود عملکرد حسگر گازی نانومیله های اکسیدروی کپسوله شده با یک لایه اکسیدروی آلاییده با ناخالصی کروم در برابر بخار اتانول

در این مقاله، نانومیله های اکسیدروی پوشیده شده به وسیله لایه اکسیدروی با غلظت های مختلف آلاینده کروم (5/4 - 0) درصد، به روش هیدروترمال ساخته شدند. پاسخ حسگری این نمونه ها به عنوان حسگر بخار اتانول بررسی شد. مورفولوژی نمونه های ساخته شده توسط میکروسکوپ الکترونی FESEM بررسی شد. این تصویربرداری نشان داد که استفاده از لایه پوششی موجب افزایش ضخامت نانومیله های اکسیدروی می شود. وجود کروم در ساختار نانومیله های اکسیدروی توسط آنالیز طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDS) تایید شد. بر اساس الگوی پراش پرتو ایکس (XRD) مشخص شد که نمونه های ZnO:Cr دارای ساختار ورتزیت می باشند، همچنین نشان داده شد که افزودن کروم ساختار بلوری اکسیدروی را تغییر نداد. اندازه گیری های الکتریکی نشان داد که افزودن کروم موجب کاهش جریان می شود، درحالی که جریان در نمونه با 5/4 درصد ناخالصی افزایش یافته است. این کاهش جریان می تواند به دلیل حضور یون های Cr3+ باشد، زیرا حضور این یون ها منجر به کاهش حامل های بار می شود. علاوه بر این، به دلیل خواص کاتالسیتی کروم و پایین بودن انرژی یونیزاسیون کروم نسبت به روی، مشاهده شده که آلاینده کروم موجب بهبود حساسیت آشکارسازی می شود و همچنین دما، عملکرد بهینه را نیز کاهش داد. در میان همه نمونه ها بیشترین میزان حساسیت (14) به ازای غلظت 5/1 درصد کروم برای بخار اتانول ppm 500 در دمای بهینه (°C250) به دست آمد. در واقع با پوشانیدن نانومیله ها توسط یک لایه اکسیدروی، این نمونه ها زبرتر شدند که در نتیجه آن مکان های مناسب بر روی نانومیله جهت جذب و تجزیه مولکول های گاز افزایش یافت.