حسگر هیدروژن تار نوری با استفاده از اثرات پلاسمونیک القا شده در لایه نانوساختار اکسید مولیبدن به روش لایه نشانی لیزر پالسی

هیدروژن یکی از نامزدهای مناسب برای برآوردن نیازهای آتی انرژی در حمل و نقل، هوا فضا، گرمایش، سنتز شیمیایی و تولید برق است. با توجه به ماهیت انفجاری این گاز، حسگرهای نشت یابیِ هیدروژن از نیازهای مهم صنعتی کشور به شمار می آیند. در این تحقیق، یک حسگر هیدروژن با حساسیت بالا و توان پاسخدهی در دمای اتاق بر اساس خاصیت پلاسمونیکی ناشی از ظهور نقص هایِ اکسیژن ارائه شده است .در این حسگر از لایه نازکِ نانوساختار α-moo3 که به روش لیزر پالسی لایه نشانی شده، به عنوان ماده حساس استفاده شده است. در پاسخ به هیدروژن، حامل های آزاد و متعاقبا خاصیت پلاسمونیکی در این لایه القا می شود. جابجاییِ آبیِ قابل توجهی به مقدارnm 70/6 نانومتر در پاسخ به گاز هیدروژن با غلظت ppm150 تا ppm 2000 مشاهده شده است که توانایی سنسور را برای تشخیص موثر غلظت کم هیدروژن اثبات می-کند. حساسیت و عملکرد خطی حسگر از طریق یک چیدمان نوری ساده ارزیابی شده است.

Fiber optic hydrogen sensor using induced plasmonic effects in nanostructuredmolybdenum oxide film with pulsed laser deposition method

Hydrogen is one of the most promising candidates for fulfilling the next energy demands in transportation,aerospace, heating, chemical synthesis and power generation. Due to hydrogen’s highly explosive nature,hydrogen leakage sensors are considered as one of the critical industrial needs. We propose a roomtemperature high-sensitive hydrogen sensor based on oxygen defect-induced plasmonic feature. The proposedsensing probe utilizes nanostructured α-MoO3 thin film deposited by pulsed laser deposition method. This layeracts as the sensing material in which free carriers and plasmonic properties induce in response to hydrogenexposure. A notable blue spectral shift of 70.6 nm is observed in response to hydrogen gas exposure from 150ppm to 2000 ppm which confirms the sensor’s capability for efficient detection of low hydrogen concentrations.Sensor’s sensitivity and linearity are experimentally investigated through a simple optical setup.