ساخت، مشخصه یابی و بررسی ویژگی‌های حسگری گازی لایه‌های نازک moo3

در این پژوهش، لایه های نازک اکسید مولیبدن ( α-moo3) بر زیرلایه های شیشه ای به روش اسپری پایرولیزیز لایه نشانی شد. ازm 0.05 آمونیوم هپتامولیبدات تتراهیدرات به عنوان پیش ماده و از آب مقطر به عنوان حلال استفاده گردید. اثر فشار گاز حامل طی افشاندن محلول بر ویژگی های ساختاری، نوری، ریخت شناسی و حسگری گازی لایه ها بررسی شد. تحلیل الگوی پراش پرتو x (xrd) رشد ترجیحی در راستای [020] و تشکیل فاز آلفای اکسید مولیبدن را نشان داد. شدیدترین قله ها در الگوی xrd نمونه تهیه شده در فشار bar2 دیده شد که نشان دهنده بلورینگی بهتر این نمونه است. افزون بر این، طیف رامان این نمونه نتایج xrd را تایید نمود. نتایج طیف سنجی uv-vis نشان داد که نمونه تهیه شده با فشار گاز حامل bar 1.8 بیشترین میزان جذب اپتیکی و کمترین گاف نواری (ev 3.48 ~ ) را دارد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) ساختار لایه ای نمونه ها را نشان داد. علاوه بر این، قطعات حسگر گازی بر پایه نمونه های تهیه شده در فشارهای مختلف گاز حامل ساخته و عملکرد حسگری آن ها بررسی شد. نتایج نشان داد که دمای کار بهینه (یعنی کمترین دما با بیشترین پاسخ حسگری در غلظت مشخص ppm 200 بخار اتانول) مقدار ordm;c 200 و مربوط به نمونه تهیه شده در فشار گاز حامل bar 1.8 است. همچنین بررسی اثر غلظت بخار اتانول در حضور این حسگر، افزایش حساسیت را به ترتیب از مقدار 1.42 تا 15.62 درصد برای غلظت بخار از 100 تا ppm 1000 نشان داد.

Fabrication, characterization and investigation of gas sensing properties of MoO3 thin films

In this research, molybdenum oxide ( alpha;MoO3) thin films were coated on glass substrates using spray pyrolysis technique. 0.05 M ammonium heptamolybdate tetrahydrate was used as precursor and deionized water as solvent. The effects of carrier gas pressure, during the spraying of the solution, on the structural, optical, morphological and gas sensing properties of thin films were studied. Xray diffraction (XRD) pattern analysis showed preferred growth at (020) peak direction and the formation of alpha phase of molybdenum oxide. The most intensive peaks were observed in the XRD pattern of the sample prepared under the carrier gas pressure of 2 bar, which indicates better crystallization of the sample. In addition, Raman spectrum of this sample confirmed the XRD results. UVVis spectroscopy results showed that the sample prepared under the carrier gas pressure of 1.8 bar has the highest optical absorption and the lowest band gap (~ 3.48 eV). Scanning electron microscope (SEM) images showed the layer structure of samples. Moreover, gas sensor devices based on the prepared samples at different carrier gas pressures, were fabricated and their sensing performances were investigated. Results showed that, the work temperature (i.e. the lowest temperature with the highest gas response at the specified ethanol vapor concentration of 200 ppm) was 200 ordm;C and belongs to the sample prepared under the carrier gas pressure of 1.8 bar. Also, studying the effect of ethanol vapor concentration extent for this sample showed the increasing of sensitivity percent from 1.42 to 15.62 % for 100 to 1000 ppm ethanol vapor, respectively.