نویسندگان

1 دانشکده علوم و فنون نوین، گروه انرژی‌های نو و محیط زیست دانشگاه تهران

2 دانشکده فیزیک، دانشگاه صنعتی شریف

چکیده

لایه‌های هیبریدی متشکل از 3WO / MWNTs به روش چرخشی بر روی زیر لایه آلومینا لایه‌نشانی شدند. مورفولوژی، ترکیبات شیمیایی، ساختار بلوری، کیفیت مواد و اندازه نانوذرات اکسید تنگستن، نانولوله های کربنی و لایه های حساس هیبریدی با استفاده از آنالیزهای,TEM Raman, XRD, XPS ,SEM و DLS مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه آنالیزها نشان دادند که گروه های عاملی اکسیژنی بر سطح نانولوله‏های عامل‏دار ایجاد شده اند. این عامل‌های اکسیژنی سبب پخش شدگی نانولوله ها در یاخته حاوی نانوذرات اکسید تنگستن و شکل‌گیری نانوذرات برسطح نانولوله ها می شود. در نتیجه، پوشش کاملی از ذرات اکسید تنگستن بر سطح نانولوله های کربنی ایجاد می شود. بعد از لایه‌نشانی و پخت لایه ها در دمای oC350 پاسخ لایه های هیبریدی نسبت به گاز هیدروژن مورد مطالعه قرار گرفت. افزودن مقادیر کمتر از 005/0 درصد وزنی از نانولوله های کربنی نسبت به تنگستن، سبب بهبود خواص حسگری لایه های هیبریدی می شود به طوری که با افزودن مقدار 003/0 درصد وزنی از نانولوله های کربنی نسبت به تنگستن، افزایش 50 برابری نسبت به لایه اکسید تنگستن خالص در پاسخ به غلظت ppm 10000 گاز هیدروژن به دست آمد. علاوه بر این، نتاج نشان می دهد حد شناسایی این ساختارها به گاز هیدروژن به ppm 10 می رسد. با افزودن نانولوله‌های کربنی، دمای کار از oC400 در لایه های اکسید تنگستن خالص به oC 200 در لایه های هیبریدی کاهش یافت . افزایش پاسخ لایه‌های هیبریدی نتیجه افزایش سطح مؤثر و تعداد سد پتانسیل های حساس به گاز در محل اتصال نانوذرات اکسید تنگستن به یکدیگر و همچنین با نانولوله های کربنی می باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Hydrogen sensing performance of WO3 thin film by using multi - wall carbon nanotubes

نویسندگان [English]

  • R. Ghasempour 1
  • A. Irajizad 2
  • A. Irajizad 2
  • A. Irajizad 2
  • A. Irajizad 2
  • A. Irajizad 2
  • A. Irajizad 2
  • A. Irajizad 2
  • A. Irajizad 2
  • A. Irajizad 2
  • A. Irajizad 2
  • A. Irajizad 2
  • A. Irajizad 2
  • A. Irajizad 2
  • A. Irajizad 2
  • A. Irajizad 2
  • A. Irajizad 2
  • A. Irajizad 2
  • A. Irajizad 2
  • A. Irajizad 2
  • A. Irajizad 2
  • A. Irajizad 2
  • A. Irajizad 2

چکیده [English]

The WO3/MWNTs hybrid gas sensitive films were prepared by spin-coating on alumina substrate. The structure, morphology and chemical composition of the functionalized MWNTs and WO3/MWNTs hybrid films were studied by SEM, TEM, XRD, Raman, DLS and XPS methods. The MWCNT were initially functionalized (f-MWNTs). Dispersion and surface reactivity of MWNTs was improved because of oxygenate groups on MWNTs surface. Results showed WO3 nanoparticles were nucleated on oxygenated group on surface of f-MWNTs in hybrid suspension. After coating and annealing the films at 350 , the response of hybrid WO3/MWNTs films was measured. In addition, adding a little amount of MWNTs (the ratio of MWNTs/W less than 5/1000 wt%) increased the hydrogen sensitivity so that the hybrid films showed an increase of 50 times compared to pure tungsten oxide layer in response to the 10000 ppm hydrogen concentration. Considering the results, the identification of these structures appear tobe 10 ppm hydrogen gas. With the addition of carbon nanotubes, the working temperature of pure tungsten oxide layers (400 ) reduced to 200 in hybrid layer. The gas sensitivity is suggested to have risendue to mainly the increase in the surface area as well as development of two types of depletion layers, one at the WO3/ MWNTs hetero junction and the other at WO3 grain boundaries.

کلیدواژه‌ها [English]

  • hybrid structure gas sensors
  • hydrogen sensors
  • multiwalled carbon nanotubes

تحت نظارت وف بومی