THÔNG TIN TÓM TẮT VỀ NHỮNG KẾT LUẬN MỚI CỦA LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Tên luận án: “Nghiên cứu biến tính dây nano SnO2, WO3 nhằm ứng dụng cho cảm biến khí H2S và NO2”
Chuyên ngành: Vật liệu điện tử Mã số: 62440123
Nghiên cứu sinh: Phùng Thị Hồng Vân
Người hướng dẫn khoa học: GS. TS. Nguyễn Văn Hiếu
Cơ sở đào tạo: Viện Đào tạo Quốc tế về Khoa học Vật liệu (ITIMS), Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
TÓM TẮT KẾT LUẬN MỚI CỦA LUẬN ÁN
Cảm biến dây nano SnO2 được chế tạo thành công bằng phương pháp mọc trực tiếp trên điện cực (on-chip), sau đó được biến tính bề mặt với các hạt nano Nio bằng cách nhỏ phủ dung dịch NiCl2 rồi xử lý nhiệt ở 600C. Cảm biến khí trên cơ sở vật liệu dây nano SnO2 biến tính với NiO cho thấy khả năng nhạy khí H2S rất tốt với độ đáp ứng rất cao, độ chọn lọc tốt và thời gian hồi phục nhanh. Sự tăng cường độ đáp ứng khí H2S của cảm biến là do hoạt tính xúc tác của các hạt nickel oxit và sự hình thành các đa chuyển tiếp n-p-n-p. Kết quả này đã được công bố trong bài báo “Giant enhancement of H2S gas response by decorating n-type SnO2 nanowires with p-type NiO nanoparticles” [N.V. Hieu, P.T.H. Van và cộng sự, Appl. Phys.
Lett. 101 (2012) 253106. IF2014: 3,30].
Cũng bằng phương pháp bốc bay nhiệt và mọc trực tiếp trên điện cực, chúng tôi đã chế tạo thành công dây nano WO3 đơn tinh thế. Để tăng cường khả năng nhạy khí NO2 của cảm biến, dây nano WO3 được biến tính bề mặt với các hạt nano RuO2 bằng cách nhỏ phủ dung dịch Ru(OOC-CH3)2 trực tiếp bề mặt điện cực. Cảm biến khí chế tạo được thể hiện độ đáp ứng tốt với khí NO2 cũng như có độ ổn định tốt. Kết quả này đã được công bố trên bài báo “Scalable Fabrication of High-Performance NO2 Gas Sensors Based on Tungsten Oxide Nanowires by On-Chip Growth and RuO2-Functionalization” [P.T.H. Van và cộng sự, ACS Appl. Mater.
Giao diện 6 (2014) 12022. IF2014: 6,72].
Chúng tôi đã chế tạo thành công cảm biến trên cơ sở các mạng lưới dây nano đa chuyến tiếp bằng cách mọc trực tiếp có chọn lọc dây nano WO3 trên các đảo xúc tác rời rạc bằng phương pháp bốc bay nhiệt. Phương pháp này có thể sử dụng để chế tạo số lượng lớn các chip cảm biến bằng công nghệ vi điện tử truyền thống. Bên cạnh đó, loại cấu trúc cảm biến này dẫn đến việc tăng số lượng tiếp xúc dây-dây và loại hoàn toàn dòng dò do sử dụng lớp xúc tác không liên tục. Điều này dẫn đến việc cải thiện độ đáp ứng, thời gian đáp ứng-hồi phục và độ chọn lọc của cảm biến ngay cả khi dây nano chưa biến tính. Cảm biến chế tạo được có thể phát hiện được khí NO2 ở nồng độ thấp cỡ ppb ở nhiệt độ 250C. Kết quả này đã được công bố trên bài báo “Ultrasensitive NO2 gas sensors using tungsten oxide nanowires with multiple junctions self-assembled on discrete catalyst islands via on-chip fabrication”. [P.T.H. Van và cộng sự, Sens. Actuators B 227 (2016) 198-203, IF2014: 4,09].
