تبلیغات
برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات. - نانو میله ها: حوزه ای جدید در سنسورهای گاز

برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)


در نانوتکنولوژی، نانومیله ها Nanorod شامل قطعاتی با ابعادی بین 1 تا 100 نانومتر هستند که از فلز یا نیمه هادی ساخته میشوند. نسبت ابعاد استاندارد این قطعات (طول تقسیم بر عرض) بین 3 تا 5 است.

در سالهای اخیر ساختار تک بعدی نانو قطعات نیمه هادی اکسید فلز (MOS) مانند نانوسیمها، نانومیله ها، نانوتسمه ها، و نانو تیوب ها بعلت کارآیی در تولید قطعات در مقیاس نانو و کاربرد در فیزیک میسُسکوپیک (Mesoscopic – شاخه ای از علم بین میکروسکوپیک و ماکروسکوپیک)  بشدّت در کانون توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. در این میان نانوذرات SnO2 (اکسید قلع) با ساختار تک بعدی، مانند نانوسیمها و نانومیله ها، بدلیل خواص بدیع آن در کاربردهایی نظیر سنسورهای گاز، سلولهای خورشیدی رنگی، ترانزیستورها، الکترودها، کاتالیستها، و قطعات الکتروشیمیایی مورد توجه ویژه ای قرار دارد. در حال حاضر روشهای مورد استفاده در ایجاد نانوسیمها، نانوبلت ها، و نانومیله ها عبارتند از نمونه برداری لیزری Laser Ablation (1)، تجزیه گرمایی Thermal Decomposition (2)، تبخیر گرمایی Thermal Evaporation (3 – 5)، اکسیداسیون سریع Rapid Oxidation (6)، واکنش اکسایش - کاهش Redox Reaction (7)، رسوبگذاری بخار شیمیایی دمای پایین Low-Temperature Chemical Vapor Deposition (8)، و پروسه جامد به بخار Solid-Vapor Process (9). تمامی این روشهای تهیه پیچیده بوده و نیاز به دستگاه و شرایط آزمایشگاهی ویژه دارند.

شکل یک- تصویر یک سنسور pH میکروفلودیک تک نانوسیم از جنس ZnO (مرجع)

اکسید قلع – همانگونه که در چند پست قدیمی تر نیز بدآن اشاره شد – بدلیل موبیلیتی بالای الکترونهایش در باند هدایت و پایداری حرارتی و شیمیایی بسیار مناسب در شرایط کاری سنسورهای گاز یکی از بهترین انتخابها برای ساخت سنسورهای گاز است. نمونه های تجارتی بر مبنای این ماده که در بازار موجودند بیشتر بر پایه تکنولوژِی فیلم نازک – Thin Film – هستند.

شکل دو - ترانزیستور اثرمیدان تک نانوسیم ZnO و یک تصویر SEM از آن (مرجع)

اخیراً محققان اعلام کرده اند (9 – 11) که اکسیدهای نیمه هادی نانوسیم و نانو روبان Nanoribbon می توانند نویدبخش نسل جدیدی از سنسورها باشند. نتایج تحقیقات نشان میدهد که مشکلات و محدودیتهای ناشی از دمای کلوخه سازی Sintering در فیلم ضخیم، حساسیت کم، پایداری ضعیف، و دمای بالای کاری سنسورهای گاز موجود در بازار به کمک نسل جدید قطعات نانوساختار تک بعدی قابل رفع است. به این نکته باید توجه داشت که روشهای تولید ساختارنانویی تک بعدی تفاوتهای عمده ای درمورفولوژی و ساختار سطحی قطعه ایجاد میکند. در نتیجه باید خواص حساسیت به گاز مواد نانوساختار تک بعدی را با روشهای متفاوتی تولید شده اند در شرایط متفاوت مطالعه کرد.

شکل سه - تصویر TEM گرفته شده از نانومیله های طلا به ابعاد 80 در 20 نانومتر (مرجع)

برای نوشتن بخشهایی از این پست از مقاله زیر کمک گرفته شده و به مراجع آن نیز رفرنس داده شده است:

Heyun Zhao et al, “Synthesis, characterization and gas-sensing property for C2H5OH of SnO2 nanorods”, Materials Chemistry and Physics 112 (2008) 244–248

 مقاله ای تحت عنوان Growth of copper oxide nanorods را با فرمت pdf از اینجا دانلود کنید.

 

[1] Z.Q. Liu, D.H. Zhang, H. Song, L. Chao, Adv. Mater. 15 (2003) 1754.

[2] C.K. Xu, G.D. Xu, Y.K. Liu, X.L. Zhao, G.H.Wang, Scr. Mater. 46 (2002) 789.

[3] Z.R. Dai, J.L. Gole, J.D. Stout, Z.L.Wang, J. Phys. Chem. B 106 (2002) 1274.

[4] S.H. Sun, G.W. Meng, Y.W. Wang, T. Gao, M.G. Zhang, Y.T. Tian, X.S. Peng, L.D. Zhang, Appl. Phys. A 76 (2003) 287.

[5] J.S. Lee, S.K. Sima, B. Min, K. Cho, S.W. Kim, S. Kim, J. Crystal Growth 267 (2004) 145.

[6] J.Q. Hu, X.L. Ma, N.G. Shang, Z.Y. Xie, N.B.Wong, C.S. Lee, S.T. Lee, J. Phys. Chem. B 106 (2002) 3823.

[7] Y.K. Liu, C.L. Zheng, W.Z. Wang, Y.J. Zhan, G.H. Wang, J. Crystal Growth 233 (2001) 8.

[8] D. Calestani, M. Zha, A. Zappettini, L. Lazzarini, G. Salviati, L. Zanotti, G. Sberveglieri, Mater. Sci. Eng. C 25 (2005) 625.

[9] R.S. Yang, Z.L.Wang, J. Am. Chem. Soc. 128 (2006) 1466.

[10] E. Comini, G. Faglia, G. Sberveglieri, Z.W. Pan, Z.L. Wang, Appl. Phys. Lett. 81 (2002) 1869.

[11] M. Law, H. Kind, B. Messer, F. Kim, P.D. Yang, Angew. Chem. 41 (2002) 2405.

 

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :