E-Locus - Ιδρυματικό Καταθετήριο Πανεπιστημίου Κρήτης - Εναπόθεση λεπτών υμενίων ZnO με την τεχνική spray pyrolysis και η ευαισθησία αυτών σε Οζον

Αρχική Εναπόθεση λεπτών υμενίων ZnO με την τεχνική spray pyrolysis και η ευαισθησία αυτών σε Οζον

Αποτελέσματα - Λεπτομέρειες

[Προσθήκη στο καλάθι]

Κωδικός Πόρου

000369991

Τίτλος

Εναπόθεση λεπτών υμενίων ZnO με την τεχνική spray pyrolysis και η ευαισθησία αυτών σε Οζον

Άλλος τίτλος

ZnO films by aerosol spray pyrolysis and their sensitivity to ozone

Εναπόθεση υμενίων με την τεχνική spray pyrolysis και έλεγχος της ευαισθησίας τους σε Οζον (O3)

Συγγραφέας

Κορτίδης, Ιωάννης Κων.

Σύμβουλος διατριβής

Στεφάνου, Ευριπίδης

Περίληψη

Αντικείμενο της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας είναι η μελέτη, ο σχεδιασμός και η κατασκευή διάταξης εναπόθεσης υμένιων οξειδίου του ψευδαργύρου (ZnO) με την τεχνική Aerosol Spray Pyrolysis με στόχο την μελέτη της απόκρισης τους σε περιβάλλον διαφορετικών συγκεντρώσεων όζοντος για την χρήση τους ως αισθητήρες οξειδωτικών αερίων. Αρχικά αναφέρονται οι βασικοί τύποι αισθητήρων οξειδίων μετάλλων που χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση οξειδωτικών αερίων (π.χ. Ο₃, ΝΟ₂, CO₂ κ.α.) καθώς και οι μηχανισμοί ανίχνευσης που χρησιμοποιούν με έμφαση στους αισθητήρες ημιαγωγών τύπου αντίστασης. Ακολουθεί ανάλυση των μηχανισμών αίσθησης οξειδωτικών αερίων στην επιφάνεια των υμένιων οξειδίων μετάλλων με ιδιαίτερη έμφαση στα υμένια οξειδίου του ψευδαργύρου και στον μηχανισμό ανίχνευσης του όζοντος. Παρουσιάζονται εκτός από τους μηχανισμούς αίσθησης και η επίδραση που έχουν σε αυτούς οι διάφοροι καταλύτες καθώς και τα διάφορα φαινόμενα αστάθειας, όπως η υγρασία. Στην συνέχεια γίνεται εκτενής περιγραφή των ιδιοτήτων του οξειδίου του ψευδαργύρου, όσον αφορά την ηλεκτρονική και κρυσταλλική του δομή και ακολουθεί ο συσχετισμός τους με την απόκριση ανίχνευσης τους στο όζον. Από τον συσχετισμό αυτό προκύπτουν συμπεράσματα για την επίδραση που έχουν στα υμένια οξειδίου του ψευδαργύρου ως αισθητήρες όζοντος κατασκευαστικές παράμετροι όπως το πάχος, η διάταξη του υμένιου και η μορφή των ηλεκτρικών επαφών τους, αλλά και μορφολογικοί παράμετροι όπως το μέγεθος των κρυσταλλιτών και το πορώδες των υμένιων. Ακολουθεί το πειραματικό μέρος όπου περιγράφονται και συγκρίνονται μεταξύ τους οι κύριες μέθοδοι κατασκευής αισθητήρων οξειδωτικών αερίων με βάση τα οξείδια των μετάλλων και ειδικά η τεχνική CVD (Chemical Vapor Deposition) της οποίας παραλλαγή αποτελεί η τεχνική ASP (Aerosol Spray Pyrolysis) και με την οποία παρασκευάστηκαν τα υμένια οξειδίου του ψευδαργύρου της εργασίας αυτής. Ακολουθεί αναλυτική περιγραφή των μεθόδων ανάπτυξης της διάταξης ASP που κατασκευάστηκε στα πλαίσια της εργασίας αυτής και των προσδιορισμό των βέλτιστων συνθηκών εναπόθεσης υμένιων οξειδίου του ψευδαργύρου ως αισθητήρες όζοντος με την εν λόγω τεχνική. Κατόπιν περιγράφονται οι μέθοδοι που χρησιμοποιήθηκαν για τον μορφολογικό (Ηλεκτρονική Μικροσκοπία Σάρωσης – SEM), και κρυσταλλογραφικό (Περιθλασιομετρία Ακτίνων-Χ, XRD και Ηλεκτρονική Μικροσκοπία Διέλευσης – TEM) χαρακτηρισμό των υμένιων καθώς και ο προσδιορισμός της μέγιστης απόκρισης των υμένιων σε όζον μέσω του πηλίκου της έντασης του ρεύματος που τα διαρρέει σε διαδοχικά στάδια οξείδωσης σε ρεύμα συνθετικού αέρα με διαφορετικές συγκέντρωσης όζοντος στην θερμοκρασία περιβάλλοντος και αναγωγής υπό συνθήκες κενού με υπεριώδη ακτινοβολία. Ειδικά για τις ηλεκτρικές αυτές μετρήσεις κατασκευάστηκε ειδικός θάλαμος και σύστημα παροχής και καταγραφής των διαφορετικών συγκεντρώσεων όζοντος. Τέλος σε αυτή την εργασία συμπεραίνουμε ότι η κατασκευή της διάταξης εναπόθεσης υμένιων οξειδίου του ψευδαργύρου (ASP) ευαίσθητα στην ανίχνευση όζοντος είναι επιτυχής μίας και τα υμένια που παρασκευάστηκαν με την τεχνική αυτή παρουσιάζουν να έχουν ελάχιστο όριο ανίχνευσης όζοντος στην εξαιρετικά μικρή συγκέντρωση των 16 ppb (parts per billion) σε ροή συνθετικού αέρα στην θερμοκρασία περιβάλλοντος όπου και αποτελεί ρεκόρ στην παγκόσμια βιβλιογραφία.

Φυσική περιγραφή

158 σ. : πίν., έγχ.εικ. ; 30 εκ.

Γλώσσα

Ελληνικά

Θέμα

Gas sensοrs

Metal oxides

Ozone detection

SEM

TEM

XRD

Αισθητήρες αερίων