Nghiên cứu so sánh tính chất nhạy hơi VOCs của vật liệu zno có cấu trúc hình thái khác nhau

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN ĐINH TIẾN DŨNG NGHIÊN CỨU SO SÁNH TÍNH CHẤT NHẠY HƠI VOCs CỦA VẬT LIỆU ZnO CÓ CẤU TRÚC HÌNH THÁI KHÁC NHAU Chuyên ngành: Vật lý chất rắn Mã số: 8440104 Ngƣời hƣớng dẫn: TS NGUYỄN MINH VƢƠNG LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi dƣới hƣớng dẫn TS Nguyễn Minh Vƣơng Các số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Bình Định, ngày … tháng … năm 2019 Tác giả luận văn Đinh Tiến Dũng LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành sâu sắc tới TS Nguyễn Minh Vƣơng -ngƣời thầy nhiệt huyết với công việc, hết lòng giúp đỡ, hƣớng dẫn tạo điều kiện thuận lợi từ vật chất tới tinh thần để thực luận văn thông qua việc truyền dạy kiến thức kinh nghiệm bổ ích nghiên cứu khoa học Đó sở giúp tơi hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trƣờng Đại học Quy Nhơn tạo điều kiện sở vật chất, xây dựng kiến thức Quý thầy cô giáo khoa Vật Lý trƣờng Đại học Quy Nhơn, Giáo sƣ, Phó Giáo sƣ, Tiến sĩ ngồi nƣớc tham gia giảng dạyvàhƣớng tơi đến với đƣờng nghiên cứu khoa học Bên cạnh đólà cảm ơn đến tập thể lớp VLCR K20 khóa 2017- 2019, nguồn động viên to lớn để tơi hồn thành khóa học Cuối cùng, tơi xin gửi lời cảm ơn đến thành viên gia đình, bạn bè đồng nghiệp ln động viên tạo điều kiện thuận lợi để thực luận văn này! Bình Định, ngày 04 tháng 09 năm 2019 Học viên Đinh Tiến Dũng MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU VỀ CẢM BIẾN KHÍ 1.2 CẢM BIẾN KHÍ TRỞ HÓA 1.2.1 Cấu trúc cảm biến khí trở hóa 1.2.2 Các thơng số đặc trƣng cảm biến khí 1.2.3.Các yếu tố ảnh hƣởng tới khả làm việc cảm biến khí 12 1.3 VẬT LIỆU SMOs TRONG CẢM BIẾN KHÍ TRỞ HÓA 14 1.4.CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THƠNG SỐ CỦA CẢM BIẾN KHÍ…20 1.4.1 Phƣơng pháp tĩnh 20 1.4.2 Phƣơng pháp động 21 1.5 CƠ CHẾ NHẠY KHÍ CỦA CẢM BIẾN TRỞ HÓA 22 1.5.1.Hấp phụ vật lý hấp phụ hóa học 22 1.5.2 Cơ chế nhạy khí 24 1.5.3.Phƣơng trình động học bề mặt lớp nhạy 24 1.6 TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU ZnO 32 1.6.1.Cấu trúc tính chất vật liệu ZnO 32 1.6.2 Cấu trúc nano 37 CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM CHẾ TẠO VÀ PHƢƠNG PHÁP KHẢO SÁT MẪU 40 2.1 THỰC NGHIỆM CHẾ TẠO MẪU 40 2.1.1 Phƣơng pháp chế tạo vật liệu nano ZnO có cấu trúc phân nhánh 43 2.1.2 Phƣơng pháp chế tạo vật liệu nano ZnO có cấu trúc 46 2.1.3 Phƣơng pháp chế tạo vật liệu nano ZnO có cấu trúc hạt từ bột ZnO thƣơng mại…… 47 2.1.4 Phƣơng pháp chế tạo hạt vật liệu nano ZnO phƣơng pháp nhiệt phân …… 48 2.2 MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP KHẢO SÁT MẪU 49 2.2.1 Phép đo nhiễu xạ tia X (XRD) 49 2.2.2 Chụp ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) 51 2.2.3.Chụp ảnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM) 52 2.2.4 Phép đo tính chất điện tính chất nhạy khí 53 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 57 3.1 KẾT QUẢHÌNH THÁI VÀ CẤU TRÚC VẬT LIỆU 57 3.1.1.Kết đo SEM 57 3.1.2.Kết đo TEM 58 3.1.3.Kết đo XRD 59 3.2.KẾT QUẢ ĐO TÍNH CHẤT ĐIỆN 60 3.3.KẾT QUẢ ĐO NHẠY HƠI AXETONE, ETHANOL VÀ METHANOL63 3.3.1.Kết đo nhạy axetone 63 3.3.2.Kết đo nhạy ethanol 65 3.3.3.Kết đo nhạy methanol 68 3.3.4 Cơ chế nhạy axetone, ethanol methanol 71 KẾT LUẬN 74 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 69 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 QUYẾT ĐỊNH GIAO TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (bản sao) DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT STT Tên đầy đủ Viết tắt Nghĩa tiếng Việt SMOs Semiconductor metal oxides Ô xít kim loại bán dẫn XRD X-ray Difraction Nhiễu xạ tia X SEM Scanning Electron Microscope Kính hiển vi điện tử quét PL Photoluminescence Huỳnh quang UV-Vis Ultraviolet-Visible Tử ngoại – khả kiến VOCs Volatile Organic Compounds Hợp chất hữu dễ bay Ri Rinitial Điện trở ban đầu Rg Rgas Điện trở đo khí đích Ppb Parts per billion Một phần tỷ 10 Ppm Parts per million Một phần triệu 11 MFC Mass Flow Controllers Bộ điều khiển lƣu lƣợng khí 12 EDS Energy Dispersive X-ray Phổ nhiễu xạ điện tử tia X Spectroscopy 13 Ri/ Rg Repsponse Độ hồi đáp/Độ đáp ứng DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hàng rào kép Schottky lớp xít đa tinh thể: (a) mơ hình vật lý; (b) sơ đồ vùng lƣợng;(c) kích thƣớc hạt ảnh hƣởng đến chế dẫn điện lớp SMOs đa tinh thể Hình 1.2 Mơ hình tổng qt cảm biến khí (R điện trở, E lực điện tử, I dòng điện, C điện dung V điện thế) ) Hình 1.3 Cấu trúc điển hình cảm biến độ dẫn Hình 1.4 Sự phụ thuộc độ nhạy cảm biến khí bán dẫn vào kích 14 thƣớc hạtdẫn thơng qua ba chế Hình 1.5 Độ hồi đáp cảm biến dựa vật liệu tổng hợp có 19 tỷ lệ mol khác ZnO so với SnO2 đến 500 ppb NO2 nhiệt độ phịng có khơng có chiếu tia UV Hình 1.6 Thành phần In2O3 hỗn hợp xít kim loại (1, 2) 19 diện tích bề mặt cảm biến khí đƣợc nung 600°C (3); (1) độ đáp ứng 1000 ppm CO T=250°C (2) độ đáp ứng với 450 ppm NO2 T=150°C Hình 1.7 Mỗi dây nano đƣợc đặc trƣng tách biệt rõ ràng 27 lớp cách điện bên ngồi gây xy bị ion hóa kênh dẫn bên Trong ro bán kính dây nano, rđ độ sâu miền nghèo r (t) bán kính miền dẫn phụ thuộc thời gian Hình 1.8 a, Cấu trúc lục giác Wurzite tinh thể ZnO; b, Cấu trúc mạng tinh thể kiểu lập phƣơng giả kẽm; c, Cấu trúc mạng tinh thể lập phƣơng kiểu NaCl 33 Hình1.9 Cấu trúc đối xứng vùng lƣợng lý thuyết (a) vàthực 34 nghiệm (b) Hình 1.10 Phổ huỳnh quang ZnO khối loại n 36 Hình 1.11 Sự tán sắc chiết suất ZnO E c (a) E||c (b) 36 bên dƣới bờ hấp thụ Đƣờng chấm chấm biểu thị cho số liệu phổ phân cực elip cịn đƣờng liền nét biểu thị cho số liệu tính tốn Hình 1.12 Ảnh hiển vi SEM nano ZnO tăng trƣởng với: a, 38 90℃, nhìn từ xuống; b, 90℃, xem bên; c, 100℃, nhìn từ xuống; d,100℃, xem bên; e, 110℃, nhìn từ xuống; f, 110℃, xem bên Hình 1.13 Hình ảnh SEM màng mỏng ZnO ủ 400, 500, 600, 39 700℃ Hình 2.1 Hìnhảnh mơ (a) hình ảnh thực tế (b) đế Al2O3 41 tích hợp điện cực Au Hình 2.2 Cân phân tích (trái) dùng để cân hoá chất Máy rung siêu 42 âm (giữa) dùng để rửa dụng cụ thí nghiệm Máy khuấy từ (phải) để hịa tan hóa chất Hình 2.3 Hệ phun tĩnh điện (electrospining) (trái) Kính hiển vi 42 quang học (phải) Hình 2.4 Lị nung (trái) tủ sấy Memmert (phải), đặt phịng 43 thí nghiệm Vật lý Chất rắn, trƣờng Đại học Quy Nhơn Hình 2.5 Sơ đồ tạo sợi nano ZnAc/PVP phƣơng pháp phun tĩnh 44 điện Hình2.6 Mơ tả hình thành sợi nano ZnO đế điện cực 44 phƣơng pháp phun tĩnh điện Hình 2.7 Q trình chế tạo nano ZnO có cấu trúc phân nhánh 45 Hình 2.8.Hình vẽ mơ tả vật liệu nano ZnO có cấu trúc phân nhánh 46 đế cảm biến phƣơng pháp thuỷ nhiệt Hình 2.9 Q trình chế tạo nano ZnO có cấu trúc 47 Hình 2.10 Quá trình chuẩn bị đế cảm biến sử dụng vật liệu bột ZnO 48 thƣơng mại Hình 2.11 Q trình chế tạo nano ZnO có cấu trúc hạt 49 Hình.2.12.Minh hoạ nhiễu xạcủatiaX 50 Hình2.13.Minhhoạ độ rộngnửachiều cao đỉnh 51 Hình 2.14 Sơ đồ đo tính chất điện tính chất nhạy khí vật liệu 53 Hình 2.15 Hệ đo độ tính chất điện tính chất nhạy khí đặt 54 phịng Vật lý Chất rắn - trƣờng Đại học Quy Nhơn Hình 2.16 Hệ Keithley 2601B (trái) phần mềm tƣơng ứng (phải) 55 sử dụng khảo sát tính chất nhạy khí cảm biến Hình 3.1 Ảnh SEM (a) ZnO-H, (b) ZnO-NRs, (c) ZnO-CNPs 57 (d) ZnO-HNPs Hình 3.2 Ảnh TEM ZnO-H (a) ZnO-CNPs (b) 58 Hình 3.3 Kết đo XRD mẫu ZnO-H, ZnO-NRs, ZnO-CNPs, 59 ZnO-HNPs thẻ đƣợc so sánh với thẻ chuẩn ZnO [JCPDS 36-1451] Hình 3.4 Tính chất dịng – mơi trƣờng khơng khí cảm biến dựa cấu trúc ZnO-H (a), ZnO-NRs (b) ZnONPs (c) đặt khơng khí khơ điều kiện nhiệt độ khác 61 Hình 3.5 Sự thay đổi điện trở theo nhiệt độ cảm biến dựa 62 cấu trúc ZnO - H, ZnO-NRs, ZnO-CNPs ZnOHNPs đặt khơng khí khơ Hình 3.6.Tính chất hồi đáp kiểu điện trở acetone vớinồng 63 độ 1,863% cảm biến dựa cấu trúc ZnO-H (a), ZnO-NRs (b), ZnO-CNPs (c) ZnO-HNPs (d) nhiệt độ làm việc khác Hình 3.7 So sánh độ hồi đáp acetone với nồng độ 1,863% 64 cảm biến dựa cấu trúc ZnO-H, ZnO-NRs, ZnOCNPs ZnO-HNPs nhiệt độ làm việc khác Hình 3.8 Tính chất hồi đáp kiểu điện trở ethanol với 66 nồng độ 0,477 % cảm biến dựa cấu trúc ZnO-H (a), ZnO-NRs (b), ZnO-CNPs (c)và ZnO-HNPs (d) nhiệt độ làm việc khác Hình 3.9 So sánh độ hồi đáp ethanol với nồng độ 0,477 % 67 cảm biến dựa cấu trúc ZnO-H, ZnO-NRs, ZnOCNPs ZnO-HNPs nhiệt độ làm việc khác Hình 3.10 Tính chất hồi đáp kiểu điện trở methanol với 69 nồng độ 1,03% cảm biến dựa cấu trúc ZnO-H (a), ZnO-NRs (b), ZnO-CNPs (c) ZnO-HNPs (d) nhiệt độ làm việc khác Hình 3.11 So sánh độ hồi đáp methanol với nồng độ 1,03% cảm biến dựa cấu trúc ZnO-H, ZnO-NRs, ZnOCNPs ZnO-HNPs nhiệt độ làm việc khác 70 71 bán dẫn xít kim loại đƣợc giải thích mơ hình hấp phụ ion, kết hợp với lý thuyết tiếp giáp bán dẫn [93] Khi cảm biến ZnO tiếp xúc với khơng khí khô, phân tử ô xy hấp phụ bề mặt ZnO Các phân tử ô xy bị hấp phụ bắt giữ electron dải dẫn ZnO trở nên ổn định dạng ion (nhƣ O2 , O O2 ) Sự hấp phụ ion ô xy thu hẹp kênh dẫn lớp bán dẫn xít kim loại làm tăng điện trở cảm biến Khi cảm biến tiếp xúc với acetone, ethanol methanol xảy q trình giải hấp xy theo phản ứng với ion ô xy đƣợc hấp phụ bề mặt ZnO lần lƣợc theo phƣơng trình [94]: CH3COCH3 + 8O-  3CO2 + 3H2O + 8e- (3.3) C2H5OH + 6O-  2CO2 + 3H2O + 6e- (3.4) 2CH3OH + 6O-  2CO2 + 4H2O + 6e- (3.5) đó, làm giảm điện trở cảm biến giảm ion ô xy hấp phụ Mỗi cảm biến dựa bốn cấu trúc ZnO-H, ZnO-NRs, ZnO-CNPs ZnO-HNPs có nhiệt độ làm việc tối ƣu (Bảng 3.1; 3.2; 3.3) tiếp xúc với khí khử acetone, ethanol methanol.Điều đƣợc giải thích lý thuyết động học nhạy khí bề mặt khí khử (mục 1.5.3.2) nhiệt độ tối ƣu nhiệt độ mà tốc độ giải hấp / tốc độ hấp phụ ô xy đạt giá trị lớn dẫn đến độ hồi đáp lớn Độ hồi đáp cao thu đƣợc cảm biến có cấu trúc ZnO-H so với cấu trúc ZnO-NRs, ZnO-CNPs ZnO-HNPs ba khí đo acetone, ethanol methanol Trong nhiệt độ làm việc cấu trúc ZnO-H acetone (280℃) tƣơng đối thấp so với nghiên cứu trƣớc [19][24][38][39] Nhƣ qua kết nghiên cứu, thấy cảm biến sử dụng cấu trúc phân nhánh ZnO-H thể cải thiện hiệu suất đáng kể so với cấu trúc khác: ZnO-NRs, ZnO-CNPs ZnO-HNPs Sự cải thiện hiệu 72 suất thể chỗ gia tăng độ hồi đáp, nhiệt độ làm việc thấp thời gian hồi đáp ngắn Có nhiều nguyên nhân dẫn đến cải thiện hiệu suất cảm biến khí Trong trƣờng hợp nghiên cứu này, chúng tơi cho ngun nhân cấu trúc phân nhánh với không gian mở lớn khí và/hoặc khuếch tán cách dễ dàng, tự tiếp xúc với toàn bề mặt vật liệu Hơn nữa, cấu trúc phân nhánh đƣợc xây dựng sở nano chiều có tỉ lệ hình học (tỉ số diện tích bề mặt thể tích) cao Mặc khác, kết nghiên cứu thực nghiệm lý thuyết mô động học phân tử xác nhận mặt tinh thể ZnO (1010) có khả hấp phụ phân tử khí VOCs cao so với mặt tinh thể ZnO khác, chẳng hạn nhƣ (0001) , (1120) , v.v [95] Điều ngụ ý rằng, cảm biến có cấu trúc không gian mở với nano ZnO xung quanh sợi ZnO có khả cho độ hồi đáp cao cấu trúc lại.Sự kết hợp nhiều nguyên nhân nhƣ vừa nêu cho thấy cấu trúc không gian mở đƣợc chế tạo nhƣ cấu trúc tiềm sử dụng cho lớp nhạy cảm biến khí nhằm mục đích cải thiện tốt hiệu suất nhạy VOCs 73 KẾT LUẬN Sau trình thực luận văn thạc sĩ khoa Vật Lý trƣờng Đại học Quy Nhơn, từ kết chế tạo cảm biến, nghiên cứu hình thái cấu trúc vật liệu, khảo sát tính chất điện đặc trƣng nhạy khí cảm biến, chúng tơi thu đƣợc kết nhƣ sau: - Đã chế tạo thành công cấu trúc nano ZnO-H, ZnO-NRs, ZnO-CNPs ZnO-HNPs Tính chất hình thái bề mặt cấu trúc tinh thể vật liệu đƣợc khảo sát qua phép đo SEM, XRD TEM - Tính chất điện đặc trƣng nhạy acetone, ethanol methanol cấu trúc cảm biến chế tạo đƣợc nghiên cứu cách có hệ thống Kết thu đƣợc cho thấy cảm biến dựa cấu trúc ZnO-H thể đƣợc nhiều ƣu điểm trội độ hồi đáp acetone, ethanol methanol cao nhiều so với cảm biến dựa vật liệu ZnO-NRs, ZnO-CNPs ZnO-HNPs nhiệt độ làm việc thấp Ngoài cảm biến dựa cấu trúc ZnO-H có độ lặp lại tốt thời gian đáp ứng nhỏ - Cơ chế nhạy VOCs đƣợc thảo luận Đặc biệt, tính chất cải thiện hiệu suất cảm biến VOCs cấu trúc ZnO-H so với cấu trúc khác đƣợc giải thích dựa vào ba yếu tố chính: cấu trúc khơng gian mở, tỉ lệ hình học cao khả hấp phụ (do khả xảy phản ứng bề mặt) VOCs lên mặt tinh thể (1010) cao so với mặt tinh thể khác cấu trúc ZnO-H Tuy nhiên để đƣa vào sử dụng cảm biến có cấu trúc ZnO-H thực tế cần thực thêm khảo sát mà phạm vi đề tài chƣa khảo sát nhƣ: độ nhạy, độ ổn định, giới hạn đo, v.v Khảo sát thông số đặc trƣng cảm biến theo nồng độ Cũng nhƣ tìm cách cải thiện hiệu suất làm việc cảm biến ta biến tính bề mặt cấu trúc ZnOH vật liệu khác nhƣ carbon nanotubes, graphene, C3N4, v.v 74 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG Ố [1] Đinh Tiến Dũng, Võ Thị Hận, Đỗ Đại Duy, Nguyễn Ngọc Khoa Trƣờng, Hoàng Nhật Hiếu, Bùi Văn Hào, Nguyễn Văn Nghĩa Nguyễn Minh Vƣơng, 2018, “ZnO nanostructures for Acetone sensing application”, The 9th International Workshop on Advanced Materials Science and Nanotechnology (IWAMSN 2018) – Ngày 11.7.2018 – Ninh Bình, Việt Nam, Mã số đề tài: NLE-P44 75 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] A Mirzaei, S G Leonardi, and G Neri, 2016, “Detection of hazardous volatile organic compounds (VOCs) by metal oxide nanostructuresbased gas sensors: A review,” Ceramics International, vol 42, pp 15119-15141 [2] J Melorose, R Perroy, and S Careas, 2015, “An Overview of Metal Oxide Semiconducting Sensors in Electronic Nose Applications,” Statew Agric L Use Baseline 2015, vol 1, no May 2012, pp 506–515 [3] P Feng, Q Wan, and T H Wang, 2005, “Contact-controlled sensing properties of flowerlike ZnO nanostructures,” Appl Phys Lett., vol 87, no 21, pp 1–3 [4] L Liao et al., 2007, “Size dependence of gas sensitivity of ZnO nanorods,” J Phys Chem C, vol 111, no 5, pp 1900–1903 [5] P S Cho, K W Kim, and J H Lee, 2006, “NO2 sensing characteristics of ZnO nanorods prepared by hydrothermal method,” J Electroceramics, vol 17, no 2–4, pp 975–978 [6] T J Hsueh, C L Hsu, S J Chang, and I C Chen, 2007, “Laterally grown ZnO nanowire ethanol gas sensors,” Sensors Actuators, B Chem., vol 126, no 2, pp 473–477 [7] Y J Choi, I S Hwang, J G Park, K J Choi, J H Park, and J H Lee, 2008, “Novel fabrication of an SnO2 nanowire gas sensor with high sensitivity,” Nanotechnology, vol 19, no [8] S Shi, Y Liu, Y Chen, J Zhang, Y Wang, and T Wang, 2009, “Ultrahigh ethanol response of SnO2 nanorods at low working temperature arising from La2O3 loading,” Sensors Actuators, B Chem., vol 140, no 2, pp 426–431 76 [9] J K Choi et al., 2010, “Design of selective gas sensors using electrospun Pd-doped SnO2 hollow nanofibers,” Sensors Actuators, B Chem., vol 150, no 1, pp 191–199 [10] C S Rout, G U Kulkarni, and C N R Rao, 2007, “Room temperature hydrogen and hydrocarbon sensors based on single nanowires of metal oxides,” J Phys D Appl Phys., vol 40, no 9, pp 2777–2782 [11] N Van Hieu, V Van Quang, N D Hoa, and D Kim, 2011, “Preparing large-scale WO3 nanowire-like structure for high sensitivity NH3 gas sensor through a simple route,” Curr Appl Phys., vol 11, no 3, pp 657–661 [12] X Gou, G Wang, J Yang, J Park, and D Wexler, 2008, “Chemical synthesis, characterisation and gas sensing performance of copper oxide nanoribbons,” J Mater Chem., vol 18, no 9, pp 965–969 [13] H Kim, C Jin, S Park, S Kim, and C Lee, 2012, “H2S gas sensing properties of bare and Pd-functionalized CuO nanorods,” Sensors Actuators, B Chem., vol 161, no 1, pp 594–599 [14] F N Meng et al., 2013 “Ppb H2S gas sensing characteristics of Cu2O/CuO sub-microspheres at low-temperature,” Sensors Actuators, B Chem., vol 182, pp 197–204 [15] Q Hao, L Li, X Yin, S Liu, Q Li, and T Wang, 2011, “Anomalous conductivity-type transition sensing behaviors of n-type porous α-Fe2O3 nanostructures toward H2S,” Mater Sci Eng B Solid-State Mater Adv Technol., vol 176, no 7, pp 600–605 [16] W Zheng et al., 2009, “Assembly of Pt nanoparticles on electrospun In2O3 nanofibers for H2S detection,” J Colloid Interface Sci., vol 338, no 2, pp 366–370 [17] N Singh, R K Gupta, and P S Lee, 2011 “Gold-nanoparticle- 77 functionalized In2O3 nanowires as CO Gas sensors with a significant enhancement in response,” ACS Appl Mater Interfaces, vol 3, no 7, pp 2246–2252 [18] J Xu, Y Chen, and J Shen, 2008 “Ethanol sensor based on hexagonal indium oxide nanorods prepared by solvothermal methods,” Mater Lett., vol 62, no 8–9, pp 1363–1365 [19] L Shi et al., 2013 “Highly sensitive ZnO nanorod- and nanoprismbased NO2 gas sensors: Size and shape control using a continuous hydrothermal pilot plant,” Langmuir, vol 29, no 33, pp 10603–10609 [20] H Van Han, N D Hoa, P Van Tong, H Nguyen, and N Van Hieu, 2013, “Single-crystal zinc oxide nanorods with nanovoids as highly sensitive NO2 nanosensors,” Mater Lett., vol 94, pp 41–43 [21] S An, S Park, H Ko, C Jin, W In, and C Lee, 2013, “Enhanced gas sensing properties of branched ZnO nanowires,” Thin Solid Films, vol 547, no 2, pp 241–245 [22] E R Waclawik et al., 2012 “Functionalised zinc oxide nanowire gas sensors  : Enhanced NO2 gas sensor response by chemical modification of nanowire surfaces,” no 2, pp 368–377 [23] H Lee, K Ahn, S Lee, J Kim, and H Kim, 2011 “ZnO nanobarbed fibers  : Fabrication, sensing NO2 gas, and their sensing mechanism ZnO nanobarbed fibers  : Fabrication, sensing NO2 gas, and their sensing mechanism,” vol 193114, pp 2011–2014 [24] A Z Sadek and W Wlodarski, 2005 “ZnO Nanobelt Based Conductometric H and NO2 Gas Sensors,” no 2, pp 1326–1329 [25] J X Wang, X W Sun, Y Yang, and C M L Wu, 2014 “N – P transition sensing behaviors of ZnO nanotubes exposed to NO2 gas,” vol 465501 78 [26] P Rai, S Raj, K Ko, K Park, and Y Yu, 2013 “Sensors and Actuators B  : Chemical Synthesis of flower-like ZnO microstructures for gas sensor applications,” Sensors Actuators B Chem., vol 178, no 2, pp 107–112 [27] S Bai, J Hu, D Li, R Luo, A Chen, and C C Liu, 2011 “Quantumsized ZnO nanoparticles: Synthesis, characterization and sensing properties for NO2,” J Mater Chem., vol 21, no 33, pp 12288–12294 [28] D Li et al., 2012 “Quantum-sized ZnO nanoparticles synthesized in aqueous medium for toxic gases detection,” J Alloys Compd., vol 539, no 2, pp 205–209 [29] S Bai et al., 2013 “Low temperature electrochemical deposition of nanoporous ZnO thin films as novel NO2 sensors,” Electrochim Acta, vol 90, pp 530–534 [30] C Zhang, M Debliquy, and H Liao, 2010 “Deposition and microstructure characterization of atmospheric plasma-sprayed ZnO coatings for NO2 detection,” Appl Surf Sci., vol 256, no 20, pp 5905– 5910 [31] M E Franke, T J Koplin, and U Simon, 2006 “Metal and metal oxide nanoparticles in chemiresistors: Does the nanoscale matter?,” Small, vol 2, no 1, pp 36–50 [32] A Review, 2012 “Metal Oxide Nanostructures and Their Gas Sensing Properties: A Review,” pp 2610–2631 [33] M Graf, A Gurlo, and N Ba, 2006 “Microfabricated gas sensor systems with sensitive nanocrystalline metal-oxide films,” pp 823–839 [34] S M Kanan, O M El-kadri, I A Abu-yousef, and M C Kanan, 2009 “Semiconducting Metal Oxide Based Sensors for Selective Gas Pollutant Detection,” pp 8158–8196 79 [35] J Newman and J Clarke, 1994 “Going about our business? The managerialization of public services,” Manag Soc policy, vol 5, pp 13–31 [36] F Medicine and S Paulo, 2014 “schistosomiasis,” Lancet Infect Dis., vol 14, no 7, pp 553–554 [37] D Yan, M Hu, S Li, J Liang, Y Wu, and S Ma, 2014 “Electrochimica Acta Electrochemical deposition of ZnO nanostructures onto porous silicon and their enhanced gas sensing to NO2 at room temperature,” Electrochim Acta, vol 115, pp 297–305 [38] P Rai, Y S Kim, H M Song, M K Song, and Y T Yu, 2012 “The role of gold catalyst on the sensing behavior of ZnO nanorods for CO and NO2 gases,” Sensors Actuators, B Chem., vol 165, no 1, pp 133– 142 [39] S Bai et al., 2014 “Reverse microemulsion in situ crystallizing growth of ZnO nanorods and application for NO2 sensor,” Sensors Actuators, B Chem., vol 190, pp 760–767 [40] M W Ahn, K S Park, J H Heo, D W Kim, K J Choi, and J G Park, 2009 “On-chip fabrication of ZnO-nanowire gas sensor with high gas sensitivity,” Sensors Actuators, B Chem., vol 138, no 1, pp 168– 173 [41] M Hjiri, L El Mir, S Leonardi, N Donato, and G Neri, 2013 “CO and NO2 Selective Monitoring by ZnO-Based Sensors,” Nanomaterials, vol 3, no 3, pp 357–369 [42] S Bai et al., 2011 “Synthesis of quantum size ZnO crystals and their gas sensing properties for NO2,” Sensors Actuators, B Chem., vol 159, no 1, pp 97–102 [43] J H Jun, J Yun, K Cho, I S Hwang, J H Lee, and S Kim, 2009 80 “Necked ZnO nanoparticle-based NO2 sensors with high and fast response,” Sensors Actuators, B Chem., vol 140, no 2, pp 412–417 [44] M Z Ahmad, J Chang, M S Ahmad, E R Waclawik, and W Wlodarski, 2013 “Non-aqueous synthesis of hexagonal ZnO nanopyramids: Gas sensing properties,” Sensors Actuators, B Chem., vol 177, pp 286–294 [45] N V Hiếu, Nhà xuất Bách Khoa Hà Nội, 2015 "Cảm biến khí dây nano ơxít kim loại bán dẫn," 684 – 2015/CXBIPH/03 – 20/BKHN [46] S Wang, Y Kang, L Wang, H Zhang, Y Wang, and Y Wang, 2013 “Sensors and Actuators B  : Chemical Organic / inorganic hybrid sensors  : A review,” Sensors Actuators B Chem., vol 182, pp 467– 481 [47] K Arshak et al., 2007 "A review of gas sensors employed in electronic nose applications" [48] A Dey, 2018 “Semiconductor metal oxide gas sensors: A review,” Mater Sci Eng B Solid-State Mater Adv Technol., vol 229, no December 2017, pp 206–217 [49] X Liu et al., 2012 “A Survey on Gas Sensing Technology,” pp 9635– 9665 [50] T Tesfamichael, M Arita, T Bostrom, and J Bell, 2010 “Thin film deposition and characterization of pure and iron-doped electron-beam evaporated tungsten oxide for gas sensors,” Thin Solid Films, vol 518, no 17, pp 4791–4797 [51] G Korotcenkov and B K Cho, 2016 “Metal oxide composites in conductometric gas sensors  : achievements and challenges,” Sensors Actuators B Chem [52] C Wang, L Yin, L Zhang, D Xiang, and R Gao, 2010 “Metal oxide 81 gas sensors: Sensitivity and influencing factors,” Sensors [53] L Mädler et al., 2006 “Direct formation of highly porous gas-sensing films by in situ thermophoretic deposition of flame-made Pt/SnO2 nanoparticles,” Sensors Actuators, B Chem., vol 114, no 1, pp 283– 295 [54] G Korotcenkov, 2014 "Handbook of Gas Sensor Materials," vol 2014 [55] D C Meier, S Semancik, B Button, E Strelcov, and A Kolmakov, 2007 “Coupling nanowire chemiresistors with MEMS microhotplate gas sensing platforms,” Appl Phys Lett., vol 91, no 6, pp 1–4 [56] G Korotcenkov, 2007 “Metal oxides for solid-state gas sensors: What determines our choice?,” Mater Sci Eng B Solid-State Mater Adv Technol., vol 139, no 1, pp 1–23 [57] A Afzal, N Cioffi, L Sabbatini, and L Torsi, 2012 “NOx sensors based on semiconducting metal oxide nanostructures: Progress and perspectives,” Sensors Actuators, B Chem., vol 171–172, no 2012, pp 25–42 [58] C Liangyuan, B Shouli, Z Guojun, L Dianqing, C Aifan, and C C Liu, 2008 “Synthesis of ZnO-SnO2 nanocomposites by microemulsion and sensing properties for NO2,” Sensors Actuators, B Chem., vol 134, no 2, pp 360–366 [59] J Zhang et al., 2009 “NO2 sensing performance of SnO2 hollow-sphere sensor,” Sensors Actuators, B Chem., vol 135, no 2, pp 610–617 [60] D Meng, T Yamazaki, Y Shen, Z Liu, and T Kikuta, 2009 “Preparation of WO3 nanoparticles and application to NO2 sensor,” Appl Surf Sci., vol 256, no 4, pp 1050–1053 [61] T Hyodo et al., 2010 “NO2 sensing properties of macroporous In2O3- 82 based powders fabricated by utilizing ultrasonic spray pyrolysis employing polymethylmethacrylate microspheres as a template,” Sensors Actuators, B Chem., vol 151, no 1, pp 265–273 [62] K Vijayalakshmi, C Ravidhas, V V Pillay, and D Gopalakrishna, 2011 “Influence of deposition parameters and heat treatment on the NO2 sensing properties of nanostructured indium tin oxide thin film,” Thin Solid Films, vol 519, no 10, pp 3378–3382 [63] S Xu and Y Shi, 2009 “Low temperature high sensor response nano gas sensor using ITO nanofibers,” Sensors Actuators, B Chem., vol 143, no 1, pp 71–75 [64] J H Yoon and J S Kim, 2011 “Study on the MEMS-type gas sensor for detecting a nitrogen oxide gas,” Solid State Ionics, vol 192, no 1, pp 668–671 [65] S Bai, D Li, D Han, R Luo, A Chen, and C L Chung, 2010 “Preparation, characterization of WO3-SnO2 nanocomposites and their sensing properties for NO2,” Sensors Actuators, B Chem., vol 150, no 2, pp 749–755 [66] S W Choi, J Y Park, and S S Kim, 2009 “Synthesis of SnO2-ZnO core-shell nanofibers via a novel two-step process and their gas sensing properties,” Nanotechnology, vol 20, no 46 [67] J A Park, J Moon, S J Lee, S H Kim, H Y Chu, and T Zyung, 2010 “SnO2-ZnO hybrid nanofibers-based highly sensitive nitrogen dioxides sensor,” Sensors Actuators, B Chem., vol 145, no 1, pp 592– 595 [68] G Lu, J Xu, J Sun, Y Yu, Y Zhang, and F Liu, 2012 “UV-enhanced room temperature NO2 sensor using ZnO nanorods modified with SnO2 nanoparticles,” Sensors Actuators, B Chem., vol 162, no 1, pp 82–88 83 [69] J Tamaki, K Shimanoe, Y Yamada, Y Yamamoto, N Miura, and N Yamazoe, 1998 “Dilute hydrogen sulfide sensing properties of CuOSnO2 thin film prepared by low-pressure evaporation method,” Sensors Actuators, B Chem., vol 49, no 1–2, pp 121–125 [70] C Aifan, H Xiaodong, T Zhangfa, and B Shouli, 2006 “Preparation , characterization and gas-sensing properties of SnO2-In2O3 nanocomposite oxides,” vol 115, pp 316–321 [71] X Wang et al., 2006 “Density-controlled growth of aligned ZnO nanowires sharing a common contact: A simple, low-cost, and maskfree technique for large-scale applications,” J Phys Chem B, vol 110, no 15, pp 7720–7724 [72] A Kolmakov and M Moskovits, 2004 “Chemical Sensing and Catalysis By One-Dimensional Metal-Oxide Nanostructures,” Annu Rev Mater Res., vol 34, no 1, pp 151–180 [73] E Comini, G Faglia, G Sberveglieri, Z Pan, and Z L Wang, 2002 “Stable and highly sensitive gas sensors based on semiconducting oxide nanobelts,” Appl Phys Lett., vol 81, no 10, pp 1869–1871 [74] G H Thái, “Nghiên cứu chế tạo cảm biến khí hydro sở nano - Tinh thể ZnO,” [75] I Langmuir, 1918 Equaỗóo de Langmuir, vol 345, no 1914 [76] N M Vuong, D Kim, and H Kim, 2015 “Surface gas sensing kinetics of a WO3 nanowire sensor: Part - Oxidizing gases,” Sensors Actuators, B Chem., vol 220, pp 932–941 [77] N M Vuong, D Kim, and H Kim, 2016 “Surface gas sensing kinetics of a WO3 nanowire sensor: Part - Reducing gases,” Sensors Actuators, B Chem., vol 224, pp 425–433 [78] U O Hadis Morkoc, "Zinc Oxide, Fundamental, Materials and Device 84 Technology" [79] B K Meyer et al., 2004 “Bound exciton and donor - acceptor pair recombinations in ZnO,” vol 260, no 2, pp 231–260 [80] S J Pearton, D P Norton, and K Ip, 2005 “Recent progress in processing and properties of ZnO,” vol 50, pp 293–340 [81] N Ashkenov et al., 2003“Infrared dielectric functions and phonon modes of high-quality ZnO films,” vol 126, no May 2013 [82] H Search, C Journals, A Contact, M Iopscience, and I P Address, 2012 “Optical Constants of ZnO,” vol 6237 [83] F Liu, S Gao, S Pei, S Tseng, and C J Liu, 2009 “Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers ZnO nanorod gas sensor for NO2 detection,” vol 40, no 2, pp 528–532 [84] M A Chougule, S Sen, and V B Patil, 2012 “Fabrication of nanostructured ZnO thin film sensor for NO2 monitoring,” Ceram Int., vol 38, no 4, pp 2685–2692 [85] V A Online, H N Hieu, N Q Dung, J Kim, and D Kim, 2013 “Urchin-like nanowire array: a strategy for high-performance ZnObased electrode utilized in photoelectrochemistry †,” pp 5530–5538 [86] N M Vuong, J L Reynolds, E Conte, and Y Lee, 2015 “H  : ZnO Nanorod-Based Photoanode Sensitized by CdS and Carbon Quantum Dots for Photoelectrochemical Water Splitting,” [87] T Hi et al., “Nghiên cứu tổng hợp pha nano ZnO chấm lƣợng tử phƣơng pháp hóa,” pp 778–781 [88] C Charpentier, P Prod, I Maurin, M Chaigneau, and P R Cabarrocas, 2012 “X-Ray diffraction and Raman spectroscopy for a better understanding of ZnO  : Al growth process,” vol 25002, no 2011 [89] M A Behnajady, N Modirshahla, and R Hamzavi, 2006 “Kinetic 85 study on photocatalytic degradation of C I Acid Yellow 23 by ZnO photocatalyst,” vol 133, pp 226–232 [90] C Morphology, 1985 “Toward an ab Initio Derivation,” no 14, pp 8239–8253 [91] Đ Đ Thức, "Các phƣơng pháp vật lý ứng dụng hóa," [92] N M Vuong, H Jung, D Kim, H Kim, and S K Hong, 2012 “Realization of an open space ensemble for nanowires: A strategy for the maximum response in resistive sensors,” J Mater Chem., vol 22, no 14, pp 6716–6725 [93] N Barsan and U D O Weimar, 2002 “Conduction Model of Metal Oxide Gas Sensors,” Growth (Lakeland), vol 7, no 3, pp 143–167 [94] X Ma, X Zhou, Y Gong, N Han, H Liu, and Y Chen, 2017 “MOFderived hierarchical ZnO/ZnFe2O4 hollow cubes for enhanced acetone gas-sensing performance,” pp 34609–34617 [95] Y V Kaneti, X Jiang, and A Yu, 2013 “Controllable Synthesis of ZnO Nanoflakes with.PDF,” ... sẵn có Trƣờng Đại học Quy Nhơn, chọn đề tài nghiên cứu là: ? ?Nghiên cứu so sánh tính chất nhạy VOCs vật liệu ZnO có cấu trúc hình thái khác nhau? ??nhằm mục đích chế tạo lớp nhạy cảm biến sử dụng vật. .. VI NGHIÊN CỨU  Đối tƣợng nghiên cứu: Vật liệu ZnO có cấu trúc nano phân nhánh, nano thanh, nano hạt  Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu hình thái, cấu trúc ảnh hƣởng cáchình thái cấu trúc nano khác. .. vào cấu trúc chiều ZnO có hiệu suất vƣợt trội so với hình thái cấu trúc khác, kết nhạy khí NO 2có thể đƣợc tổng hợp theo Bảng1.1 ảng 1.1 So sánh độ đáp ứng hình thái cấu trúc nano ZnO dựa cấu trúc