بررسي خواص حسگري لايه‌هاي اكسيد قلع نانوساختار لايه‌نشاني شده به روش‌هاي تبخير گرمايي و كَند و پاش نسبت به اتانول

Investigation of Sensory Properties of Nanostructure Tin Oxide Layers Deposited by Thermal Evaporation and Sputtering Methods Compared to Ethanol

در اين مقاله، نحوه ساخت و ارزيابي حسگرهاي گاز مبتني بر لايه‌ نازك اكسيد قلع نانوساختار به دو روش تبخير گرمايي (نوع I) و كَند و پاش (نوع II) نسبت به اتانول بررسي شده است. لايه‌ نازك اكسيد قلع برروي زيرلايه‌هايي از ويفر سيليكن ايجاد و برروي آن‌ها عمليات حرارتي انجام شد. با استفاده از روش‌هاي ساختارسنجي و تحليل مختلف SEM)، AFM، XRD و (EDS ريزساختار بدنه‌هاي نيمه‌هادي مورد ارزيابي قرار گرفت. تصاوير SEM، وجود دانه‌بندي يكنواخت با ابعاد نانومتري در هر دو نوع نمونه را نشان داد. مقاومت حسگرها در هواي تميز و تغييرات گذراي مقاومت آن‌ها در پاسخ به تغييرات آني بخار اتانول ppm)3000) مورد اندازه‌گيري قرار گرفت. پس از پايداري حسگرها، پاسخ 3 براي حسگر نوع I و 18/1 براي حسگر نوع II به‌دست آمد كه بيانگر خواص حسگري بهتر لايه‌ نازك اكسيد قلع نانوساختار ايجاد شده به روش تبخير گرمايي بود. دليل آن‌را مي‌توان ناشي از سطح مؤثر، مكان‌هاي جذب و مقاومت بيس‌لاين بيش‌تر به واسطه داشتن دانه‌هاي ريزتر دانست هرچند به لحاظ زمان پاسخ و بازيابي، عملكرد كندتري داشت.

In this paper, manufacturing and evaluation of ethanol gas sensors based on thin films of nanostructure tin oxide have been investigated. SnO2 thin films were prepared by both thermal evaporation (type I) and sputtering (type II) methods and heat treated on silicon wafer substrates. Scanning electron microscope (SEM), atomic force microscope (AFM), X ray diffraction (XRD) and energy dispersive spectra (EDS) are employed to study the morphology and chemical composition of the semiconductor sles. Nano scale grain size with homogenous distribution showed in SEM images of both types. Sensors resistance in air and its variation transient response toward ethanol vapours (3000 ppm) was determinated. The response of the stable sensors was obtained 3 and 1.18 for type I and type II, respectively. That showes thin film of nanostructure tin oxide by thermal evaporation (type I) has better sensitivity than the other. More effective surface, adsorption sites and base line resistance due to the more fine grain size in type I nanostructure, are its important reasons. however, it is slow due extensive rise time and fall time.