Khảo sát tính nhạy khí của cảm biến dựa trên cấu trúc vi cân tinh thể thạch anh (QCM) được phủ lớp ti tan ô xít có cấu trúc nano

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - TRẦN MINH HÙNG TRẦN MINH HÙNG KHẢO SÁT TÍNH NHẠY KHÍ CỦA CẢM BIẾN DỰA TRÊN CẤUTRÚC VI CÂN TINH THỂ THẠCH ANH (QCM) ĐƯỢC PHỦ LỚP TI-TAN Ơ XÍT CĨ CẤU TRÚC NANO LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT … NGÀNH: KHOA HỌC VẬT LIỆU 2009 - 2012 Hà Nội, 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRẦN MINH HÙNG KHẢO SÁT TÍNH NHẠY KHÍ CỦA CẢM BIẾN DỰA TRÊN CẤUTRÚC VI CÂN TINH THỂ THẠCH ANH (QCM) ĐƯỢC PHỦ LỚP TI-TAN Ơ XÍT CĨ CẤU TRÚC NANO Chuyên ngành : VẬT LIỆU ĐIỆN TỬ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT … NGÀNH: KHOA HỌC VẬT LIỆU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS NGUYỄN VĂN QUY Hà Nội – Năm Lời cảm ơn Lời xin gửi lời chân thành cẩm ơn đến Tiến sĩ Nguyễn Văn Quy, thấy giao đề tài, hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn anh chị bạn nhóm MEMS -ITIMS, có đóng góp kịp thời giúp đỡ bổ ích suốt q trình nghiên cứu vừa qua Trong trình thực đề tài viện Itims, nhận nhiều động viên, giúp đỡ việc sử dụng thiết bị máy móc thầy cô, anh chị bạn viện Tôi xin chân thành cảm ơn Xin gửi lời đồng cảm ơn đến anh chị bạn lớp Vật liệu điện tử Hưng Yên 2009 động viên mặt tinh thần, giúp đỡ mặt chuyên môn, chia sẻ sống học tập để tơi hồn thành khóa học Viện Itims Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu trường Cao Đẳng Công Nghệ Bắc Hà tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành khóa học cao học Viện Itims, Đại học Bách Khoa Hà Nội Xin cám ơn gia đình, người thân tất bạn bè bên cạnh động viên giúp đỡ để tơi hồn thành luận văn Hà Nội, ngày 10/04/2012     MỤC LỤC   Trang GIỚI THIỆU  Chương I TỔNG QUAN 3  I.1 Tổng quan vi cân tinh thể thạch anh QCM (Quartz crystal 3  microbalance) I.1.1 Cấu trúc tinh thể thạch anh 3  I.1.2 Nguyên lý hoạt động của QCM 5  I.1.3 Ứng dụng của QCM 9  I.1.4 Các thông số vật lý tinh thể Quartz 10  I.2 Vật liệu có cấu trúc nano TiO2.  11  Chương II THỰC NGHIỆM 15  II.1 Chế tạo nano TiO2 phương pháp thủy nhiệt 15  II.1.1 Chuẩn bị hóa chất 15  II.1.2 Chuẩn bị mẫu 15  II.1.3 Bình thủy nhiệt 16  II.1.4 Quy trình tổng hợp nano TiO2 phương pháp thủy nhiệt 16  II.1.5 Đặc tính vật liệu 17  II.2 Chế tạo ống nano TiO2 phương pháp thay 17  II.2.1 Tổng hợp nano ZnO phương pháp nhiệt thủy 18  phân II.2.2 Thay TiO2 ZnO 19  II.2.2.1 Chuẩn bị hóa chất 19   II.2.2.2 Quy trình thay TiO2 ZnO mọc trước 19  II.2.2.3 Đặc tính vật liệu 20  Chương III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 21  III.1 Chế tạo nano TiO2 phương pháp thủy nhiệt 21  III.1.1 Ảnh hưởng thời gian thủy nhiệt 21  III.1.2 Ảnh hưởng nhiệt độ thủy nhiệt 26  III.1.3 Ảnh hưởng nồng độ tiền chất Titanium butoxide 28  Ti[O(CH2)3CH3]4 III.1.4 Ảnh hưởng nồng độ axít 30  III.2 Chế tạo ống nano TiO2 phương pháp thay 31  III.2.1 Tổng hợp nano ZnO phương pháp nhiệt thủy phân 31  III.2.2 Thay TiO2 ZnO 34  III.2.2.1 Ảnh hưởng thời gian 35  III.2.2.2 Ảnh hưởng nhiệt độ 40  III.3 Khảo sát độ nhạy khí cảm biến 41  III.3.1 Cơ chế nhạy khí hệ đo 41  III.3.2 Khảo sát độ nhậy với khí Aceton CH3COCH3 45  III.3.3 Khảo sát độ nhậy với khí Butanol CH3(CH2)3OH 47 III.3.4 Khảo sát độ nhậy với khí Isoproyl alcohol (CH3)2CHOH 48  KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50  TÀI LIỆU THAM KHẢO 51      GIỚI THIỆU Tên luận văn: “ KHẢO SÁT TÍNH NHẠY KHÍ CỦA CẢM BIẾN DỰA TRÊN CẤU TRÚC VI CÂN TINH THỂ THẠCH ANH (QCM) ĐƯỢC PHỦ LỚP TI-TAN Ơ XÍT CĨ CẤU TRÚC NANO” Tác giả: Trần Minh Hùng Người hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Quy Công nghiệp hóa, đại hóa làm cho đời sống vật chất tinh thần người ngày có nhiều thay đổi Cùng với q trình mơi trường ngày bị ô nhiễm nặng kể môi trường đất, nước khí Việc điều khiển nồng độ khí cho phép yêu cầu đặt cần giải Do giới ngày trọng nghiên cứu chế tạo cảm biến khí Tình hình nghiên cứu cảm biến khí năm qua Việt Nam nói chung viện Itims nói riêng diễn tương đối mạnh mẽ khía cạnh nghiên cứu ứng dụng Muốn chế tạo cảm biến khí, việc nghiên cứu vật liệu nhạy khí yêu cầu trước tiên cần phải thực Chúng ta phải lựa chọn vật liệu nghiên cứu quy trình cơng nghệ chế tạo để cảm biến hoạt động tốt với độ nhạy độ ổn định cao Các xít kim loại ZnO, SnO2, TiO2 tỏ có nhiều ưu điểm quan tâm rộng rãi Trong luận văn tiến hành nghiên cứu ổn định quy trình chế tạo nano TiO2 phương pháp thủy nhiệt ống nano TiO2 phương pháp thay Đồng thời khảo sát tính nhạy khí vật liệu chế tạo cách kết nối với linh kiện QCM (phủ điện cực Au QCM) - Phương pháp thủy nhiệt sử dụng Titanium butoxide [Ti(O(CH2)3CH3)4] mọc trực tiếp nano TiO2 QCM nhiệt độ từ 80-1000C, khoảng thời gian từ 7-22h   - Phương pháp thay thế: Mọc ZnO QCM trước sau thay lớp TiO2 bên ngồi cách nhúng QCM mọc ZnO vào dung dịch bao gồm 70% AHFT [(NH4)2TiF6] + 30% Axít boric H3BO3 khoảng thời gian từ 16h nhiệt độ phòng Cấu trúc luận văn gồm: Chương I: TỔNG QUAN Giới thiệu vi cân tinh thể thạch anh QCM vật liệu có cấu trúc nano Titanium dioxit TiO2 Nêu ứng dụng QCM vào sản xuất cảm biến khí Chương II: THỰC NGHIỆM Trình bày hai quy trình chế tạo nano TiO2 phương pháp thủy nhiệt ống nano TiO2 phương pháp thay Chương III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Trình bày kết khảo sát cấu trúc hình thái bề mặt (XRD, PL, SEM), kết đo nhạy khí thảo luận, phân tích, đánh giá   Chương I TỔNG QUAN I.1 TỔNG QUAN VỀ VI CÂN TINH THỂ THẠCH ANH QCM (QUARTZ CRYSTAL MICROBALANCE) Vi cân tinh thể thạch anh (tên gọi khác: cân tiểu ly thạch anh cộng hưởng, cân vi lượng thạch anh, cảm biến QCM hay linh kiện QCM) thiết bị khoa học kỹ thuật sử dụng để xác định khối lượng vật liệu với độ nhạy độ xác cao[14] Tên tiếng anh Quartz Crystal Microbalance viết tắt QCM Ngày vi cân tinh thể thạch anh QCM sử dụng rộng rãi với nhiều mục đích khác chúng có nhiều tính hữu dụng Đặc biệt dùng cảm biến với độ nhạy độ xác cao Hình I.1 Hình ảnh QCM I.1.1 Cấu trúc tinh thể thạch anh Tinh thể thạch anh (Quartz) cấu thành từ hai nguyên tố Silicon Oxygen (công thức phân tử SiO2) Trong điều kiện nhiệt độ phịng tinh thể có cấu trúc trigonal ( α Quartz) có hiệu ứng áp điện mạnh Các ô đơn vị lặp lại tuần hồn khơng gian Tinh thể thạch anh có nhiệt độ chuyển pha 5730C, nhiệt độ lớn 5730C tinh thể chuyển sang cấu trúc hexagonal ( β -Quartz) tính áp điện   Cấu trúc QCM : Linh kiện vi cân tinh thể thạch anh QCM bao gồm phiến tinh thể thạch anh loại AT-cut với hai điện cực hai mặt tinh thể hình I.1 Để có mảnh tinh thể thạch anh có hình dạng tính chất phù hợp với ứng dụng cụ thể, ta cắt từ khối tinh thể theo góc hướng đặc biệt so với trục Mỗi cách cắt tạo hộp cộng hưởng với thơng số vật lí thơng số điện riêng (Hình I.2) Ví dụ, phiến quartz loại X- cut mặt phiến vng góc với trục X phiến loại Y- cut nghĩa mặt phiến vuông góc với trục Y Phiến loại X- cut có tính chất phát sinh điện áp nén tinh thể biểu giảm tần số cộng hưởng tăng nhiệt độ Phiến loại Y-cut lại phát sinh điện áp đáng kể có ứng suất trượt biểu hệ số nhiệt dương Ngồi loại X-cut, Y-cut cắt tinh thể thạch anh cách kết hợp xoay góc cắt phương cắt để tạo phiến thạch anh có đặc tính ứng dụng thích hợp Các phiến cắt kết hợp cắt xác định hai góc θ ϕ , θ góc tạo mặt tinh thể với trục Z, ϕ góc tạo mặt tinh thể với trục X (Hình I.3) Ví dụ phiến AT ( θ = 35.250 ϕ = 00), DT ( θ = 520 ϕ =150 ), SC ( θ = -33,930 ϕ =21,930 ), LC( θ = -9,390 ϕ =11,70 ) Góc θ thay đổi từ (-900, 900) ϕ (00, 300), nhóm mà quay phương (Y- cut) có giá trị ϕ = 00 Trục quang Z Trục X Phiến xoay X‐cut Y‐cut Trục Y Hình I.2: Mơ tả trục tinh thể thạch anh phiến loại X, Y phiến xoay   Hình I.3: Các cách cắt tinh thể tiêu biểu từ khối tinh thể Quartz   Trên Hình I.3 có mơ tả cách cắt đặt tên AT, BT, CT, X, Y Một số cách cắt thường gặp biểu thông số điện-cơ hệ số nhiệt sau: ™ Loại X-cut: đặt áp lực điện áp sinh lớn, hệ số nhiệt âm, mode dao động mode co-giãn đặt điện áp xoay chiều ™ Loại Y-cut: đặt ứng suất trượt sinh điện áp lớn hệ số nhiệt dương ™ Loại AT-cut: mode dao động mode trượt, hệ số nhiệt nhỏ xung quanh nhiệt độ phòng Trong phiến thạch anh cắt theo phương trên, quan tâm đến phiến thạch anh AT-cut thể tính chất áp điện rõ rệt mạnh nhất, đặc biệt phiến AT-cut có tính chất ổn định nhiệt cao hoạt động Phiến AT-cut có nhiều ứng dụng điều khiển tần số chế tạo sensor ví dụ linh kiện vi cân tinh thể thạch anh QCM I.1.2 Nguyên lý hoạt động của QCM Nguyên tắc hoạt động linh kiện vi cân tinh thể thạch anh QCM dựa tính chất áp điện định hướng tinh thể tinh thể thạch anh (Quartz) loại AT-cut, đặt điện áp xoay chiều lên hai điện cực sinh biến dạng trượt theo bề dày tinh thể   III.2.2.2 Ảnh hưởng nhiệt độ Nhiệt độ yếu tố ảnh hưởng lớn đến cấu trúc nano TiO2 thực thay TiO2 ZnO Khi tăng nhiệt độ nhúng từ nhiệt độ phòng lên 500C, ta thu kết sau: Hình III.20 Hình ảnh SEM cấu trúc ống nano TiO2 thay ZnO nhúng 500C Từ kết (hình 3.20) thấy tăng nhiệt độ nhúng từ nhiệt độ phịng lên 500C, 1h TiO2 thay gần hoàn toàn nano TiO2 Trong nhúng nhiệt độ phịng sau khoảng từ 4-6 TiO2 thực thay hết Ngoài ảnh chụp SEM với độ phóng đại 10k nhận thấy lớp vật liệu thay bị nứt nhiều 40   Kết luận: Chúng ta thực thay TiO2 nano ZnO nhiệt độ phòng tốt Ảnh hưởng nhiệt độ làm cho phản ứng thay diễn nhanh khiến khó kiểm sốt III.3 KHẢO SÁT ĐỘ NHẠY KHÍ CỦA CẢM BIẾN Để kiểm tra độ nhạy khí cảm biến khảo sát với loại khí là: Aceton, Butanol Isoproyl alcohol III.3.1 Cơ chế nhạy khí hệ đo Từ kết hình thái bề mặt nano TiO2 mọc điện cực Au QCM mà biết hình dạng kích thước nano Do có kích thước nano nên khí thổi khí vào QCM phân tử khí bám vào nano TiO2 lực hút Van der Waals Làm cho khối lượng màng điện cực vàng tăng lên dẫn đến thay đổi tần số QCM theo công thức (1.12) Tuy nhiên lực liên kết yếu nên sau thời gian định phân tử khí khỏi bề mặt điện cực Để khảo sát độ nhạy khí cảm biến phải tiến hành đo nhạy khí với sơ đồ đo sau: Hình III.21 Hình ảnh sơ đồ khối hệ đo nhạy khí 41   Sơ đồ khối hệ đo nhạy khí bao gồm: QCM để buồng đo kín nối với QCM 25 chuẩn kết nối BNC QCM 25 phát tần số dao động thu nhận tần số dao động từ QCM QCM 25 nối với QCM 200 qua chuẩn kết nối RJ-45 QCM 200 thị tần số dao động, độ dịch tần số, điện trở, độ dịch điện trở, khối lượng, độ dịch khối lượng QCM Nếu muốn vẽ đồ thị phụ thuộc đại lượng vào thời gian ta nối QCM 200 với máy tính qua cổng COM Các khối hệ đo kết nối hình III.22 Hình III.22 Hình ảnh hệ đo nhậy khí kết nối thực tế Ở sử dụng hệ đo tĩnh, áp suất khí QCM để buồng kín chế tạo Teflon, có điện cực nối với QCM 25 chuẩn kết nối BNC Cấu tạo buồng đo có hình dạng thực tế: Hình III.23 Hình ảnh điện cực buồng đo khí 42   Các điện cực chế tạo buồng khí để kết nối điện cực nhỏ QCM với QCM 25 Hình III.24 Hình ảnh lắp QCM vào bng đo khí Sau gá chặt QCM vào điện cực buồng khí tiến hành lắp buồng, có cấu trúc tổng thể buồng khí sau: Hình III.25 Hình ảnh bên ngồi buồng đo khí Tiếp đến thực bịt kín buồng khí Có thể sử dụng xáp, đơn giản sử dụng băng dính Nếu sử dụng băng dính dễ dàng đưa khí vào buồng để đo đuổi khí khỏi buồng để thực phép đo 43   Hình III.26 Hình ảnh buồng đo khí Trong phép đo tơi sử dụng bơm tiêm để thực lấy khí đưa khí vào buồng đo Như lượng khí đưa vào buồng đo tính thể tích ước lượng bơm tiêm Sau phép đo phải thực đuổi khí thực phép đo Để đuổi khí thực theo hai cách: - Cách 1: Bơm khơng khí vào làm lỗng nồng độ khí bên buồng Phương pháp nhiệm vụ đuổi khí cịn có tác dụng kiểm tra độ nhậy QCM Vì lần bơm vào lượng khí khác khí đo khơng khí Đáp ứng QCM chắn khác (ngược nhau)(như kết phần sau), khơng khí bơm vào làm cho nồng độ khí đo buồng giảm Ngồi điều cịn khẳng định QCM nhậy với khí đo khơng chịu ảnh hưởng áp suất khí bơm vào - Cách 2: Sử dụng bơm tiêm hút khí buồng đo với lượng định Khi khí bình cân (giản đồ quay 0) thực phép đo Chú ý: Trên thực tế để đuổi khí nên sử dụng cách thứ Cách thứ dùng để kiểm tra độ nhậy QCM 44   III.3.2 Khảo sát độ nhậy với khí Acetone CH3COCH3 Acetone chất lỏng suốt, khơng màu, bay nhanh, có mùi gắt Nó có nhiệt độ sôi thấp, tốc độ bay cao khả hoà tan cao Acetone tan hoàn toàn nước, dung mơi hydrocacbon mạch thẳng, mạch vịng hầu hết dung mơi hữu Nó hồ tan tốt nhiều dầu mỡ động vật thực vật, hầu hết loại nhựa tổng hợp, nhựa tự nhiên chất tổng hợp Để khảo sát độ nhậy QCM với khí Acetone (CH3COCH3) ta thực sau: Sử dụng bơm tiêm loại nhỏ dung tích 1ml, lần hút khí từ đựng Acetone 0,5ml khí bơm từ từ vào buồng đo Thực bốn lần, lần cách phút Sau hút khơng khí ngồi khí lần 0,5ml thực bơm vào bình đo Cuối ta đuổi khí đo buồng cách hút khí buồng đo ngồi Chúng ta nhận kết sau: Hình III.27 Hình ảnh cách lấy khí Acetone 45   Hình III.28 Đáp ứng QCM với lượng khí Acetone đưa vào buồng đo theo thời gian Từ kết đo nhậy khí thấy lần đưa khí vào buồng đo (0,5ml khí Acetone) độ dịch tần QCM (Hz) Đáp ứng QCM tương đối tuyến tính, sai lệch ảnh hưởng trình bơm khí (nhanh hay chận) Sau bốn lần thực với khí đo, lần thứ ta bơm 0,5ml khơng khí ngồi khí vào thấy đáp ứng QCM hoàn toàn ngược lại với lần trước Điều giải thích bơm khơng khí vào làm nồng độ khí đo buồng giảm, làm cho delta F tăng Kết khẳng định cho QCM nhậy với khí đo khơng phải nhậy áp suất khí bơm vào Sau thực hút khí đo bình, đưa nồng độ khí mức cân để thực phép đo 46   III.3.3 Khảo sát độ nhậy với khí Butanol CH3(CH2)3OH Butanol loại cồn có độ bay vừa Nó tan phần nước nhiệt độ thường chất lỏng hút ẩm nhẹ, có mùi đặc trưng Ứng dụng để sản xuất sơn Butanol dung môi quan trọng cho cơng nghiệp sơn bề mặt, có khả hoà tan tốt nhiều loại nhựa tự nhiên nhựa tổng hợp : nhựa urea, phenol, ethyl cellulose, polyvinyl butyral Để khảo sát độ nhậy QCM với khí Butanol CH3(CH2)3OH thực tương tự khí Acetone Cũng sử dụng bơm tiêm hút khí từ đựng Butanol 0,5ml khí bơm từ từ vào buồng đo Thực sáu lần, lần cách 30 giây Sau ta đuổi khí đo buồng cách hút khí buồng đo ngồi Chúng ta nhận kết sau:   Hình III.29 Đáp ứng QCM với lượng khí Butanol đưa vào buồng đo theo thời gian 47   Qua sáu phép đo vơi kết hình III.29 dễ dàng nhận thấy đáp ứng tương đối tuyến tính QCM với lần đưa khí vào Mỗi lần đo ta đưa 0,5 ml Butanol CH3(CH2)3OH vào buồng đo khí độ dịch tần số F QCM vào khoảng (Hz) Đến lần thứ 7, thứ thứ lần ta bơm 0,5 ml khơng khí ngồi khí vào buồng đo thấy QCM đáp ứng chậm với chiều ngược lại với sáu lần đầu bơm khí đo (điều giải thích trên) Tiếp theo ta dùng bơm tiêm hút khí đo bng thấy QCM đáp ứng nhanh tuyến tính đường thẳng chở mức So sánh: Qua hai khí đo Acetone Butanol nhận thấy với lượng khí đưa vào buồng đo đáp ứng QCM nhậy với khí Acetone Độ dịch tần số ứng với Acetone (Hz) Butanol (Hz) hai phép đo đáp ứng QCM tương đối tuyến tính Chúng ta tiếp tục khảo sát với loại khí thứ để kiểm tra lại đáp ứng độ ổn định QCM III.3.4 Khảo sát độ nhậy với khí Isoproyl alcohol (CH3)2CHOH   Isoproyl alcohol hay gọi Isopropanol chất lỏng suốt mùi cồn nhẹ Chất tan nước chất lỏng hữu tỉ lệ nào, thể đặc tính dung mơi với chất hữu Isopropanol tạo thành hỗn hợp azeotropic với nước chất lỏng hữu Isopropanol dùng để làm bàn phím, hình LCD máy tính xách tay; làm chất tẩy rửa bảng bút lông; sản phẩm thay an toàn chất tẩy rửa hộ gia đình isopropanol dùng để tẩy vết bẩn gỗ, sợi cotton, vải, Để khảo sát độ nhạy QCM với khí Isoproyl alcohol thực tương tự khí Acetone Butanol Cũng sử dụng bơm tiêm hút khí từ đựng Isoproyl alcohol 0,5ml khí bơm từ từ vào buồng đo Thực ba lần, lần cách phút Sau ta đuổi khí đo buồng cách hút khí buồng đo thu kết sau: 48   Hình III.30 Đáp ứng QCM với lượng khí Isoproyl alcohol đưa vào buồng đo theo thời gian Qua ba lần đưa khí đo vào buồng, lần đưa lượng 0,5 ml khí Isoproyl alcohol vào buồng để khảo sát ta thu kết tương đối tuyến tính với đáp ứng QCM Mỗi lần đưa khí Isoproyl alcohol vào độ dịch tần số QCM khoảng (Hz) Q trình thổi khí thực tương tự hai loại khí ta thu đáp ứng QCM tuyến tính Đến ta khẳng định đáp ứng nhạy khí QCM tốt, tương đối tuyến tính ổn định Ngồi đáp ứng QCM chọn lọc với loại khí khác chịu ảnh áp suất Ứng với loại khí đo QCM nhạy với Acetone, tiếp đến Isoproyl alcohol, cuối Butanol 49   KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Sau thời gian tham gia nghiên cứu với nhóm cảm biến khí viện Itims, luận văn đạt số kết sau đây: - Chế tạo thành cơng nano TiO2 phương pháp thủy nhiệt Ảnh SEM cho tấy nano TiO2 có kích thước trung bình từ 80-100nm dài khoảng 600800nm Phổ XRD xác định nano TiO2 có cấu trúc rutile bền vững - Chế tạo thành công ống nano TiO2 phương pháp thay Kết đo SEM cho thấy cấu trúc ống nano TiO2 TiO2 thay ZnO - Thành công việc chế tạo cảm biến khí, mọc trực tiếp nano TiO2 lên điện cực Au QCM phương pháp thủy nhiệt Cảm biến có độ nhạy cao với khí Acetone, Butanol, Isoproyl alcohol - Trong loại khí thực đo cảm biến nhạy với khí Acetone nhất, tiếp đến Isoproyl alcohol thấp Butanol Hướng nghiên cứu - Khảo sát tìm hiểu thêm quy trình chế tạo ống nano TiO2 bàng phương pháp thay Tiến hành phủ lớp vật liệu nano điện cực Au QCM phương pháp - Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ đo khí phù hợp xác hệ đo tĩnh mà ta sử dụng - Khảo sát với số loại khí khác nhằm đánh giá khả chọn lọc cảm biến 50   TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG ANH [1] Arthur Ballato, Fellow (1994), “Advances in High-Q Piezzoelictric Resonator Material and Devices”, vol [2] Candy (1946), W.G Piezoelictricity, New York & London [3] C.D Stockbridge (1996), Vacuum Microbalance Techniques, vol 5, New York, 147 [4] C Charnard, P Gilbert, N Watkins, T Beeler and David W Paul (1996), “An Electronic Osilator with Automatic Gain Control: EQCM Application” [5] Der Ho Wu, Wen Tung Chien, Yng Jyi Tsai (2004), “An Eficient Piezoelictric Analysis for Quartz Crystal Nanobalnce Gas Sensor”, vol.40 [6] Diethelm Johnnsmann, Modeling of QCM Data (2006) [7] Ding B., Wang M., Yu J., Sun G., Sensors, (2009)1609 [8] F Lu, H P Lee and S P Lim (2005), “Energy-Trapping Analysis for the Bi-Stepped Mesa Quartz Crystal Microbalance Using the Finite Element method”, Singapore, [9] Fabrication of Aligned TiO2 One-Dimensional Nanostructured Arrays Using a One-Step Templating Solution Approach [10] Gerardo A Brucker (Stanford Research Systems), The Quartz Crystal Microbalance, a Versitile Characterization Tool for Thin Film Coating [11] G Sauerbrey (1959), Z.phys 155 (1959) [12] Gwo-Bin Lee, Shu-Hui Chen, Chin-She Lin, Guan-Ruey Huang, Yen-Heng Lin (1995), “Microfabricated Electrophoresis Chips on Quartz Substrates and their Application on DNA Analysis” [13] Gregory T.A Lovacs (1988), Micromachined Tranducers 51   Sourcebook [14] Hamid M.Shirazi (2000), Quartz Crystal Microbalance/Heat Conduction Calorimetry (QCM/HCC), a new technology capable of isothermal, high sensitivity, mass and heat flow measurements at a solid/ gas interface [15] Hewlett Packard (1997), Fundamentals of Quartz Oscillators, 23 [16] J Zelenka (1986), Piezoelectric Resonator and their application, 76 [17] KK Kanazawa and T.G Gordon II (1985), Anal.Chim.Acta175, 99 [18] Kasuga T., Hiramatsu M., Hoson A., Sekino T., Niihara K., Adv Mater., 11 (1999) 1307 [19]Kolmakov, A.; Moskovits, M Annu Rev Mater Res 2004, 34, 151 [20] Nguyen Thi Quynh Hoa (2005), Fabrication of Quartz crystal microbalance sensor base on Mems [21] Nanofibers of conducting polyaniline for aromatic organic compound sensor [22] Masako Tanaka, Takayuki UgaJin, Nobushige Araki and Yoshimasa Omura (1997), “The Resonating Properties of Crystal Unit of Fundamental Frequency 150MHz”, vol 36 [23] llchat Goubaidoulline, Johanna Reuber, Friederike Merz and Diethelm Johannsmann (2005), “Simultaneous Determination of Denssity and Viscosity of Liquid based on Quartz-crystal Resonators covered with Nanoporous Alumina”, [24]Large Scale Synthesis and Gas-Sensing Properties of Anatase TiO2ThreeDimensional Hierarchical Nanostructures [25] LiLi, Takashi Abe, Masayoshi Esashi (2003), “High Sensitive Miniaturized Plano-convex Quartz Crystal Microbalance Fabricated by Reactive Ion Etching and Melting Photoresis” [26] “QCM 100 - Quartz Crystal Microbalance Theory and Calibration”, 28 [27] Ralf Richter, Daniel Aydin, Vamsi Kodali, QUARTZ CRYSTAL MICROBALANCE WITH DISSIPATION MONITORING (QCM-D) 52   [28] Ralf Richter, Daniel Aydin, Vamsi Kodali, “Quartz Crystal Microbalance with Disipation Monitoring (QCM-D)”, 10 [29] SRS (Stanford Research Systems), Quartz Crystal Microbalance QCM 100 and 200 - MHz quartz crystal microbalance [30] S.Koller, J.G Korvink, H Baltes (1997), Monitoring Desk - Jet Inks and Silicon Oils with Thickness Shear Mode Resontor [31] S.J Martin, R.W Cernosek and J.J Spates (1995), “Sensing Liquid Properties with Shear-Mode Resonator Sensor”, Stockholm, Sweden [32] Su P., Chang Y., Sens Actuators B Chem., 129 (2008) 915 [33] Xingzhao D., Ju L., Zhenzhong Q., Yizhen H., Chin.Phys.Lett., 12, No2, (1995) 123 [34] Yang J., Mei S., Ferreira J M, F Mater Sci Eng., 15 (2001) 183 [35] Yoldas B E., J Mater Sci., 21 (1986) 1087 [36]Sberveglieri, G.; Baratto, C.; Comini, E.; Faglia, G.; Ferroni, M.; Ponzoni, A.; Vomiero, A Sens and Actuators, 2007, B 121, 208 [37]Zhang, Y X.; Li, G H.; Jin, Y X.; Zhang, Y.; Zhang, J.; Zhang, L D Chem Phys Lett 2002, 365, 300 [38]Sun, X; Li, Y Chem Eur J 2003, 9, 2229 TIẾNG VIỆT [39] Hoàng Đức Trường (2006), Cố định DNA màng polypyrrole, 61 [40] Lê Thị Mai Oanh (2006): “Nghiên cứu hoàn thiện chế tạo linh kiện cân vi lượng tinh thể thạch anh ” [41] Nguyễn Tuấn Linh (2007): “Nghiên cứu chế tạo linh kiện cấu trúc QCM- Màng ôxít nhôm xốp ” [42] Nguyễn Xuân Chánh (Tạp chí Vật lý Tuổi trẻ 2008): “Cân tiểu ly thạch anh cộng hưởng” 53   [43] Nguyễn Văn Phái, Trương Tích Thiện, Nguyễn Tường Long, Nguyễn Định Giang, Giải tốn kỹ thuật chương trình ANSYS, NXB Khoa Học Kỹ Thuật 2003 [44] Nguyễn Phùng Quang (2008), MATLAB & SIMULINK dành cho kỹ sư điều khiển tự động, NXB Khoa Học Kỹ Thuật 2008 54 ... KHẢO SÁT TÍNH NHẠY KHÍ CỦA CẢM BIẾN DỰA TRÊN CẤU TRÚC VI CÂN TINH THỂ THẠCH ANH (QCM) ĐƯỢC PHỦ LỚP TI- TAN Ơ XÍT CĨ CẤU TRÚC NANO? ?? Tác giả: Trần Minh Hùng Người hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Quy Công... TRẦN MINH HÙNG KHẢO SÁT TÍNH NHẠY KHÍ CỦA CẢM BIẾN DỰA TRÊN CẤUTRÚC VI CÂN TINH THỂ THẠCH ANH (QCM) ĐƯỢC PHỦ LỚP TI- TAN Ơ XÍT CĨ CẤU TRÚC NANO Chuyên ngành : VẬT LIỆU ĐIỆN... I.1 TỔNG QUAN VỀ VI CÂN TINH THỂ THẠCH ANH QCM (QUARTZ CRYSTAL MICROBALANCE) Vi cân tinh thể thạch anh (tên gọi khác: cân ti? ??u ly thạch anh cộng hưởng, cân vi lượng thạch anh, cảm biến QCM hay linh