Nâng cao đặc tính nhạy khí ở nhiệt độ phòng của cảm biến khi NH3 dựa trên vật liệu tổ hợp NANO các bon và hạt NANO ZnO

Abstract

Do nhu cầu cần cảm biến nhạy khí NH3 có đặc tính nhạy khí tốt, hoạt động ở nhiệt độ phòng, chúng tôi đã chế tạo cảm biến kiểu điện trở dựa trên vật liệu tổ hợp của ôxit ZnO và vật liệu nano các bon (ống nano các bon - CNT, graphene ôxit - GO). Trong đó, CNT được tổng hợp bằng phương pháp bốc bay lắng đọng pha hơi hóa học, GO được tổng hợp bằng phương pháp Hummers, ZnO được tổng hợp bằng phương pháp sol-gel. Cấu trúc của các vật liệu và tổ hợp vật liệu được khảo sát thông qua ảnh hiển vi điện tử quét phát xạ trường và phổ Raman. Tính chất nhạy với khí NH3 của các cảm biến với tỉ lệ các thành phần của vật liệu tổ hợp được khảo sát ở nồng độ 60 ppm. Kết quả cho thấy các cảm biến dựa trên vật liệu tổ hợp đều cho độ đáp ứng cao hơn so với cảm biến dựa trên vật liệu thuần. Đặc biệt, với vật liệu tổ hợp CNT/GO/ZnO cho độ đáp ứng tốt, lên tới 17,3%, thời gian đáp ứng và thời gian hồi phục cải thiện đáng kể tương ứng là 40s và 70s. Cơ chế nhạy khí dựa trên chuyển tiếp p- n giữa vật liệu nano các bon và ZnO là nguyên nhân tăng cường đặc tính nhạy khí của cảm biến dựa trên vật liệu tổ hợp.