طراحي و شبيه سازي حسگرهاي گرافني جهت تشخيص گازهاي سمي

Design and simulation of graphene sensors to detect toxic gases

حسگرهاي گازي به طور كلي وظيفه جذب و تشخيص مولكول‌هاي گازي روي يك ماده حساس مي‌باشد كه در اين مقاله حسگرهاي گازي بر پايه گرافن با استفاده از روش‌هاي نانونوار گرافني نوع زيگزاگ و نوع آرمچير بدون اعمال گاز و با اعمال گاز در نرم‌افزار ATK شبيه‌سازي و مورد تحليل قرار خواهد گرفت. با توجه به داشتن منحني مشخصه الكترونيكي حسگرهاي گازي از جمله منحني ولتاژ-جريان و نمودار باند عبور مي‌توان مولكول‌هاي سمي موجود بر روي حسگر گرافني را تشخيص داد. مولكول سمي انتخابي در اين مقاله، گوگرد دي اكسيد است كه يكي از گازهاي سمي شناخته شده و به صورت يك تركيب شيميايي به شكل گاز در دماي اتاق با فرمول شيميايي است. در اين روش ابتدا گرافن به روش شيميايي هم نهاده شده و نوارهاي گرافن روي الكترودهاي شانه‌اي پوشش داده شده كه با استفاده از عوامل شيميايي كه در اين مقااله آلومينيم مي‌باشد احيا مي‌شود. با تزريق ناخالصي‌هايي از جمله كروم و گاز بر روي نوارهاي گرافن در نانونوار گرافني نوع زيگزاگ و و نوع آرمچير و با بررسي نتايج شبيه‌سازي‌هاي انجام شده مي‌توان حساسيت بالاي نانونوار گرافني نوع آرمچير را نسبت به نوع زيگزاگ جهت تشخيص گاز مذكور مشاهده كرد.

Gas sensors generally have the task of absorbing and detecting gas molecules on a sensitive material that in this paper, using zigzag type graphene nanotubes and Armchair type without applying gas and applying gas, will be simulated and analyzed using ATK software. Due to the characteristic electronic gas sensor including the voltage-current characteristic can detect the toxic molecules found in the tissues of the body. Selective toxic molecule In this article is Sulfur dioxide which is one of the known toxic gases and as a chemical compound in the form of gas at room temperature with the chemical formula SO2. By studying the results of simulations, can see the high sensitivity of the graphene nano-type armchair type than the zigzag type to detect the gas.