Вуглецева нанотрубка масиви на основі газового датчика на жорстких і гнучких підкладках

Реалізація сенсорних масивів є одним з найбільш поширених методів для підвищення селективності газ Датчики в цілому. Застосовується в оксидної напівпровідникових металу [5], [6], а також на полімерній основі газових сенсорів [7] Зірка і ін [8] були одними з перших, щоб повідомити датчик газу масиви на основі металевих шарів прикрашені CNT. Вони були в стані дискримінувати між CO, H₂, H₂S, NH₃ і NO₂. Метал прикраса має прямий вплив на реакцію провідності виготовленому пристрій. Lu та ін [9] представив виготовлення CNT масив датчиків газу, який складається з 32 чутливих елементів. Вони об'єднують різні види функціоналізації, який дозволило їм розрізняти різні гази і пари, такі як: NO₂, HCN, HCl, Cl₂, ацетон і бензол. Сенсорні функціоналізовані масиви мають різні навантаження (1,0 нм, 1,5 нм і 2,5 нм) Au були здатними відокремитись від NH₃ інших газів (СО, етанол і CO₂), в той час як функціоналізовані з різними навантаженнями Pd (0,2 нм, 0,5 нм і 1,0 нм) і Cr призводять до відділення СО та СО₂ з NH₃ і етанолу. Тут описано, як добра відтворюваність технології виготовлення шляхом впровадження різних матричних датчиків з однаковим металевим навантаженням призводить до отримання аналогічних результатівТа опис датчиків CNT на основі газових масивів, виготовлених на підкладці Kapton функціоналізованих з різними навантаженнями Au NPs, який здатний розрізняти різні шкідливі гази.

Базова схема матричного датчика складається з чотирьох зондування елементи, з активною площею 3 х 3 мм кожна. Si Вафлі з 200 нм термічно grownSiO2 і поліімідние плівки (Kapton 300 ХН, 75 мкм) використовуються в якості субстратів. між пальчатий Електрод структура товщиною 5 нм шару Cr і 40 нм шар Au припарюють на верхній частині підкладки. Між пальчикова структура має інтервал 100 мкм між електродами. Повний модуль датчика складається з Датчик НКТ, встановлений на склі-носії разом з Пельтьє нагрівальний елемент для контролю температури і датчиком Pt100 для контролю температури. Ефективність роботи датчиків дослідили під впливом різних концентрацій тестованих газів (NH₃, СО₂, СО і етанол). Необхідна концентрація досягається шляхом розведення випробувального газу з газом-носієм, то час підтримання постійного загального потоку газу. Чистий азот використовується в якості газу-носія для NH₃, CO і етанолу в той час як повітря використовується в якості газ-носій для CO₂. Для аналізу даних, які характеризують кожну масив датчиків, було використано метод компонентного аналізу (РСА).

Було використано плівки з досить низькою щільністю із осадженими на них CNT для окремих газових сенсорів, так що шар працює поблизу порогу його перколяції. Це призвело до скорочення числа металевих шляхів в мережу і її вплив на провідність, тим самим посилення вкладу напівпровідниковими шляхами. Такі результати низької щільності плівки в максимально можливій чутливості під впливом різних випробувальних газів призвели до невідтворювальною ділянок PCA відповідно до ліцензії вплив різних випробувальних газів. На рис.1 проілюстрована зміна для двох ідентичних масивів датчиків, функціоналізованих різні вантажами Pd. Така зміна в результатах виходить повторюючи процес виготовлення для інших металів.

Три датчика в масиві були функціоналізовані Pd з навантаження 0,2 нм, 0,5 нм і 1,0 нм, в той час як четвертий датчик обидва масиву не підтримується голою (без функціоналізації).

Рис.1. PCA ділянки для двох ідентичних газу на основі УНТ

матричні датчики (а & б), функціоналізованих з Pd при навантаженнях

0,2 нм, 0,5 нм і 1,0 нм.

Було виготовлені матричні датчики, функціоналізованих Au, Pd і Cr, відповідно до нової товщини скоригованого плівки. Чотири масиви функціоналізованих Au, чотирьох масивів датчиків функціоналізованих Pd і два датчика масиви функціоналізованих з Cr були зроблені, щоб перевірити відтворюваність результатів скорегованої товщини плівки. Сенсорні масиви функціоналізованих з ті ж метали показали аналогічну поведінку в структурі опору під час вимірювання, а також аналогічні результати PCA. голий датчик в датчику масивів Au залишається практично стабільним протягом всі ітерації вимірювань. Нормалізована шоу відповідь Аналогічна картина в різних масивах, а також. PCA ділянки для чотири датчика масиви функціоналізованих з різними навантаженнями Au показані на рис. 2. Au функционализации підвищує значно нормований відгук, особливо по відношенню до NH3 коли це в порівнянні з голим сенсором. Для решти трьох газів: етанол, СО і СО₂ підвищення не такі помітні, як в разі NH3.

Рис 2 PCA ділянок для чотирьох ідентичних газових сенсорів масивів на основі УНТ (а, б, в і г), функціоналізованих Au. У кожному масиві три Датчики з введеними функціональними навантаженнями 1,0 нм, 1,5 нм і 2,5 нм, а четвертий датчик в зберігається без функціоналізації.

Як показано на рис. 3, датчик Cr масиви розділені NH₃ від решти піддослідних газів. Результати РСА датчика Cr масиви були дуже схожі на реакції матричного датчика Pd з точки зору поширення і позиціонування точок дані на сюжет. Крім того, Cr (1,0 нм) показав перевагу нормалізовані реакція по відношенню до всіх газів СО₂. Маючи вищу опір у всіх вимірах за винятком CO₂ може бути функціоналізованою представленою послідовною і цікавою особливістю, яка є збільшення опору плівки після функціоналізації. Крім того, чим вище функціональне навантаження, тим вище загальний опір мережі. Це означає шо функціоналізований Crповністю взаємодіє із поверхнею нанотрубок в порівнянні з Au або Pd.

Рис.3 PCA ділянок для двох ідентичних газового датчика на основі УНТ масиви (а і б) функціоналізованих Cr. У кожному масиві три датчики з введеними функціональними навантаженнями 0,2 нм, 0,5 нм і 1,0 нм, а четвертий датчик зберігається без

 

ГАЗОВИЙ ДАТЧИК ОПОРУ