ساخت و بهینه‌سازی حسگر رطوبتی بر پایه‌ی نانوذرات دی‌اکسید تیتانیم

هدف از این پژوهش، ساخت حسگر رطوبتی بر پایه نانوذرات پایدار فاز آناتاز دی اکسید تیتانیم جهت بهبود خصوصیاتی عملکردی آن همچون حساسیت، زمان پاسخ و بازیابی است. برای این منظور، نانوذرات دی اکسید تیتانیم با روش آب گرمایی سنتز شدند و سپس مشخصات ساختاری نانوساختار تهیه شده، با میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که دی اکسید تیتانیوم سنتزی به شکل کره هایی با میانگین ابعاد nm 270هستند. برای تهیه حسگر رطوبتی نانوذرات تهیه شده به روش لایه نشانی تیغه ای بر روی مدار الکترود شانه ای لایه نشانی شد. یافته های پژوهش نشان داد که حساسیت حسگر تهیه شده فاز آناتاز در بازه رطوبت نسبی 98-40 %، rair/rhumidity/%rh 12/81 است که در مقایسه با نمونه ایده آل پیشین که مبتنی بر فاز روتیل و آناتاز است 14درصد بهبود یافته است. همچنین، زمان پاسخ و بازگشت این حسگر به ترتیب 2 و 4/5 ثانیه اندازه گیری شد که نسبت به نمونه های پیشین به ترتیب بهبود 14 و 7 برابری داشت.

fabrication and optimization of humidity sensor based on titanium dioxide nanoparticles

the aim of this research is to fabricate a humidity sensor based on stable nanoparticles of anatase phase of titanium dioxide, for improving its characteristics such as sensitivity, response time and recovery. for this purpose, titanium dioxide nanoparticles were synthesized by hydrothermal method, then the structural characteristics of the prepared nanostructure were examined by a scanning electron microscope. the results showed that the synthetic titanium dioxide is in the form of spheres with the average dimension of 270 nm. to prepare the humidity sensor, the prepared nanoparticles were deposited on interdigitated electrode using the blade deposition method. the research’s findings indicated that the sensitivity of the prepared anatase phase sensor is 12.81 (rair/rhumidity)/%rh in the relative humidity range of 40-98%, improved 14% compared to the previous ideal sample which was based on rutile phase and anatase. also, the response and recovery times of this sensor were measured as 2 and 4.5 seconds, respectively, which were 14 and 7 times higher than the previous samples.