Nghiên cứu tổng hợp vật liệu znfe2o4 zno cấu trúc nano ứng dụng làm lớp nhạy trong cảm biến khí

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN TRẦN NGỌC TRUNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU ZnFe2O4/ZnO CẤU TRÚC NANO ỨNG DỤNG LÀM LỚP NHẠY TRONG CẢM BIẾN KHÍ Chuyên ngành: Vật lý chất rắn Mã số: 8440104 Người hướng dẫn: PGS TS NGUYỄN MINH VƯƠNG LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn PGS TS Nguyễn Minh Vương Q trình thí nghiệm thực Phịng thí nghiệm Vật lí Chất rắn, Khoa Khoa học Tự nhiên Trường Đại Học Quy Nhơn Các số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Bình Định, ngày … tháng … năm 2020 Tác giả luận văn Trần Ngọc Trung LỜI CẢM ƠN Trước tiên, xin dành lời cảm ơn sâu sắc gửi đến PGS.TS Nguyễn Minh Vương – người Thầy trực tiếp hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi tốt cho tơi q trình học tập thực luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô môn Vật lí chất rắn, Khoa Khoa học Tự nhiên – Trường Đại học Quy Nhơn quý thầy giáo sư, phó giáo sư, tiến sĩ thỉnh giảng ngồi nước tận tình hướng dẫn, giúp tơi hiểu biết thêm nhiều kiến thức chuyên ngành suốt trình học tập nghiên cứu Xin cảm ơn tập thể lớp VLCR K21 khóa 2018- 2020, nơi ln tạo nguồn động viên to lớn để tơi hồn thành khóa học Bên cạnh tơi xin cảm ơn đến Ban Giám hiệu quý thầy cô Tổ Vật Lí – Cơng nghệ trường THPT Nguyễn Tất Thành tạo điều kiện tốt cho trình học tập Cuối cùng, tơi xin dành tình cảm đặc biệt đến thành viên gia đình, đặc biệt người vợ Họ người ln động viên, giúp tơi có động lực hồn thành luận văn này! Bình Định, ngày tháng năm 2020 Tác giả luận văn Trần Ngọc Trung MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài… Tổng quan tình hình nghiên cứu đề tài Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc luận văn .4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU VỀ CẢM BIẾN KHÍ 1.1.1 Cảm biến 1.1.2 Cảm biến khí 1.2 CẢM BIẾN KHÍ DẠNG TRỞ HĨA DỰA TRÊN VẬT LIỆU SMOs 1.2.1 Vật liêụ SMOs cảm biến khí dạng trở hóa 1.2.2 Cấu trúc cảm biến khí dạng trở hóa 1.2.3 Các thơng số đặc trưng cảm biến khí 11 1.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc cảm biến 15 1.3 CƠ CHẾ NHẠY KHÍ CỦA CẢM BIẾN TRỞ HÓA DỰA TRÊN VẬT LIỆU SMOs 19 1.3.1 Một số khái niệm liên quan đến hấp phụ 19 1.3.2 Hấp phụ oxy bề mặt chất bán dẫn oxit kim loại chế nhạy khí 21 1.4 HAI PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ CỦA CẢM BIẾN 24 1.4.1 Phương pháp đo tĩnh 25 1.4.2 Phương pháp đo động 26 1.5 HỢP CHẤT HỮU CƠ DỄ BAY HƠI (VOCs) 29 1.5.1 Hợp chất hữu dễ bay (VOCs) 29 1.5.2 Một số hợp chất hữu dễ bay tồn phổ biến môi trường 30 1.6 VẬT LIỆU ZnO VÀ VAI TRÒ CỦA HẠT NANO ZnFe2O4 ZnO 32 1.6.1 Cấu trúc tính chất vật liệu ZnO 32 1.6.2 Vật liệu ZnFe2O4 vai trò hạt nano ZnFe2O4 bề mặt ZnO 36 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM CHẾ TẠO VÀ PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT MẪU 39 2.1 THỰC NGHIỆM CHẾ TẠO MẪU 39 2.1.1 Hóa chất dụng cụ chế tạo mẫu 39 2.1.2 Biến tính bề mặt hạt nano ZnO hạt ZnFe2O4 41 2.1.3 Chuẩn bị cảm biến ZnFe2O4/ZnO 42 2.2 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT MẪU 42 2.2.1 Phép đo nhiễu xạ tia X (XRD) 42 2.2.2 Phổ hấp thụ UV – Vis 44 2.2.3 Chụp ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) 45 2.2.4 Hệ khảo sát tính chất nhạy VOCs 45 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 49 3.1.KẾT QUẢ KHẢO SÁT HÌNH THÁI VÀ CẤU TRÚC VẬT LIỆU 49 3.1.1 Kết đo nhiễu xạ tia X (XRD) 49 3.1.2 Kết đo phổ hấp thụ UV– Vis 50 3.1.3 Kết đo SEM 51 3.2 KẾT QUẢ ĐO NHẠY HƠI VOCs 54 3.2.1 Ảnh hưởng nhiệt độ làm việc lên tính chất hồi đáp ethanol cảm biến ZnO ZnFe2O4/ZnO 54 3.2.2 Tính chất hồi đáp xạ UV-254nm cảm biến ZnO ZnFe2O4/ZnO 57 3.2.3 Ảnh hưởng xạ UV-254nm lên tính chất hồi đáp ethanol cảm biến ZnO ZnFe2O4/ZnO 60 3.2.4 Tính chất hồi đáp cảm biến ZnFe2O4/ZnO hợp chất dễ bay khác chiếu xạ UV-254nm 65 KẾT LUẬN 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (Bản sao) DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Tên đầy đủ Viết tắt SMOs Semiconductor metal oxides Nghĩa tiếng Việt Oxit 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 Ra Air resistance Điện trở đo khơng khí Rg Gas resistance Điện trở đo khí đích Ra/ Rg Repsponse Độ hồi đáp/Độ đáp ứng ppb Parts per billion Một phần tỷ ppm Parts per million Một phần triệu MFC Mass Flow Controllers Bộ điều khiển lưu lượng khí EDX Energy Dispersive X-ray Spectroscopy Phổ nhiễu xạ điện tử tia X DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Độ rộng vùng cấm số loại vật liệu bán dẫn[22] Bảng 1.2 Độ nhạy ZnO, Fe2O3, ZnFe2O4 với ethanol acetone[6] Bảng 1.3 Đặc tính cảm biến khí WO3 đến 160 ppb NO2 chiếu ánh sáng có bước sóng khác nhau[25] 17 Bảng 2.1 Tỉ lệ mol 02 tiền chất kẽm acetate sắt nitrate thực nghiệm 42 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ mơ tả khái niệm cảm biến, tín hiệu cần đo qua cảm biến biến thành tín hiệu điện[18] 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)[19] Hình 1.3 Lịch sử phát triển ứng dụng cảm biến khí điện trở[20] Hình 1.4 Cấu trúc cảm biến khí điện trở[23] 10 Hình 1.5 Cấu trúc thiết bị sử dụng cảm biến khí điện trở thực tế[24] 11 Hình 1.6 Đặc trưng hồi đáp khí cảm biến kiểu điện trở 12 Hình 1.7 Các trình tương tác oxít kim loại khí vùng nhiệt độ hoạt động khác nhau[22] 16 Hình 1.8 Mơ hình sơ đồ tác động kích thước tinh thể độ nhạy cảm biến khí oxit kim loại: (a) D ≫ 2L; (b) D ≥ 2L, (c) D < 2L[20] 18 Hình 1.9 Hiện tượng hấp phụ bề mặt vật rắn với định nghĩa thuật ngữ hấp phụ: Hấp phụ/adsorption; Giải hấp phụ/desorption; bề mặt/surface; Chất hấp phụ/adsorbent; Giải hấp phụ/desorption[18] 21 Hình 1.10 Cấu tạo buồng đo khí cho phương pháp đo động[18] 27 Hình 1.11 Sơ đồ nguyên lí hệ trộn khí: (a) trộn lần (b) trộn hai lần[19] 29 Hình 1.12 Cấu trúc dạng Wurtzite ZnO[27] 33 Hình 1.13 a) Cấu trúc mạng tinh thể kiểu NaCl; b) Cấu trúc mạng lập phương kiểu giả kẽm[27] 34 Hình 1.14 Cấu trúc đối xứng vùng lượng lý thuyết (a) thực nghiệm (b) 35 Hình 1.15 Sơ đồ minh họa hình thành cấu trúc dị thể ZnO/ZnFe2O4 sử dụng phương pháp hai bước dễ dàng[14] 38 Hình 1.16 Sự phụ thuộc độ đáp ứng vào nhiệt độ cấu trúc ZnO, ZnFe2O4 vật liệu tổng hợp ZnO/ZnFe2O4[14] 38 Hình 2.1 Micropipet 40 Hình 2.2 Cân phân tích máy khuấy từ 40 Hình 2.3 Lị nung tủ sấy 40 Hình 2.4 Máy rung siêu âm 41 Hình 2.5 Sơ đồ mơ tả quy trình chế tạo cấu trúc nano ZnFe2O4/ZnO 42 Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lí nhiễu xạ tia X 43 Hình 2.7 Sơ đồ khối thiết bị nhiễu xạ tia X[30] 44 Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lí kính hiển vi điện tử quét (SEM) 45 Hình 2.9 Sơ đồ hệ đo tính chất điện tính chất nhạy khí 46 Hình 2.10 Hệ đo tính chất nhạy VOCs cảm biến đặt Phịng thí nghiệm Vật Lí Chất rắn, Khoa Khoa học Tự nhiên - Trường Đại học Quy Nhơn 46 Hình 2.11 Hệ Keithley 2610B phần mềm tương ứng hình máy vi tính 48 59 ZnO điện trường nội bề mặt ZnO gây phản ứng với ion oxy hấp phụ trước bề mặt ZnO (phương trình 3.4) Đây lý để giải thích cho độ hồi đáp UV-254nm vật liệu ZnFe2O4/ZnO thấp so với vật liệu ZnO Các electron quang sinh tương tác với phân tử oxy để hình thành nên ion oxy hấp phụ (phương trình 3.5) Các phản ứng 3.4 3.5 xảy với số tốc độ khác Do đó, chiếu xạ UV-254nm, trạng thái cân đạt O2 ( ads )  hh  O2(gas) (3.4) O2(gas)  eh  O2 ( ads ) (3.5) Khi tắt xạ UV-254nm, trình tái hợp hạt tải xảy đồng thời diễn trình hấp phụ ion oxy bề mặt vật liệu Do đó, nồng độ hạt dẫn hệ vật liệu giảm xuống Hay nói cách khác điện trở vật liệu tăng phục hồi trạng thái ban đầu 60 3.2.3 Ảnh hưởng xạ UV-254nm lên tính chất hồi đáp ethanol cảm biến ZnO ZnFe2O4/ZnO Hình 3.7 Tính chất hồi đáp ethanol (0,47%) điều kiện tối cảm biến ZnO nhiệt độ làm việc thấp 150C (a), 120C (b) 90C (c) 61 Hình 3.8 Tính chất hồi đáp ethanol (0,47%) cảm biến ZnO nhiệt độ làm việc thấp điều kiện chiếu UV-254nm Hình 3.9 Độ hồi đáp ethanol (0,47%) cảm biến ZnO điều kiện đo tối chiếu xạ UV-254nm Hình 3.7 hiển thị kết khảo sát tính chất hồi đáp ethanol (0,47%) điều kiện tối cảm biến ZnO nhiệt độ làm việc 150C, 120C 90C Kết với độ hồi đáp thấp thời gian để cảm biến ZnO phục hồi giá trị điện trở ban đầu lâu nên không tiếp tục khảo sát nhiệt độ thấp Hình 3.8 hiển thị kết khảo sát tính chất hồi đáp 62 ethanol (0,47%) điều kiện chiếu xạ UV-254nm cảm biến ZnO nhiệt độ làm việc 180C, 150C, 120C, 90C 60C Độ hồi đáp cảm biến tính tốn so sánh Hình 3.9 Độ hồi đáp cảm biến ZnO cải thiện cách đáng kể đặc biệt nhiệt độ làm việc tăng chiếu liên tục xạ UV-254nm suốt trình đo Dưới chiếu xạ UV-254nm, độ hồi đáp cảm biến ZnO tăng 1,5; 4,2 ~7,0 lần so với đo tối nhiệt độ làm việc 90C, 120C 150C Hơn nữa, chiếu xạ UV-254nm, cảm biến ZnO thực hồi đáp phục hồi tốt ethanol nhiệt độ thấp 60C Điều cho thấy rằng, việc cải thiện hiệu suất cảm biến ZnO ethanol thực sử dụng chiếu liên tục xạ UV-254nm suốt q trình đo Bức xạ UV254nm gia tăng tốc độ phản ứng ethanol ion oxy hấp phụ bề mặt lớp nhạy (phương trình 3.7) O2( ads )  eZnO  O2 ( ads ) (3.6) C2 H 5OH ( vapor )  3O2( ads )  3H 2O( vapor )  2CO2( gas )  6e (3.7) Việc khảo sát ảnh hưởng hàm lượng hạt nano ZnFe2O4 biến tính bề mặt ZnO lên tính chất nhạy ethanol chiếu liên tục xạ UV-254nm nghiên cứu luận văn Hình 3.10 hiển thị kết đo tính chất hồi đáp ethanol (0,47%) điều kiện chiếu UV-254nm cảm biến ZnFe2O4(0.5/1)/ZnO, ZnFe2O4(1/2)/ZnO, ZnFe2O4(3/6)/ZnO ZnFe2O4(6/12)/ZnO nhiệt độ làm việc khác Kết tính tốn so sánh độ hồi đáp cảm biến so sánh Hình 3.11 Kết cho thấy rằng, độ hồi đáp cảm biến ZnFe2O4/ZnO (ngoại trừ cảm biến ZnFe2O4(6/12)/ZnO với hàm lượng ZnFe2O4 cao) cao so với cảm biến ZnO điều kiện chiếu liên tục xạ UV-254nm Đặc biệt, cảm biến ZnFe2O4(1/2)/ZnO cho độ hồi đáp cao 63 tất mẫu hầu hết nhiệt độ chiếu liên tục xạ UV-254nm Sự gia tăng độ hồi đáp cảm biến ZnFe2O4/ZnO giải thích ngun nhân tăng nồng độ điện tử bán dẫn chủ ZnO đóng góp điện tử từ vùng nghèo điện tử lớp tiếp giáp dị thể ZnFe2O4 ZnO chiếu sáng Sự tăng nồng độ điện tử ZnO dẫn đến cải thiện tốt trình hấp phụ ion oxy bề mặt ( O2 ( ads ) ), từ làm thăng tiến phản ứng hóa học ion oxy bề mặt với ethanol (phương trình phản ứng (3.7)), dẫn đến tăng độ hồi đáp cảm biến Hình 3.10 Tính chất hồi đáp ethanol (0,47%) nhiệt độ làm việc thấp điều kiện chiếu UV-254nm cảm biến ZnFe2O4(0.5/1)/ZnO (a), ZnFe2O4(1/2)/ZnO (b), ZnFe2O4(3/6)/ZnO (c) ZnFe2O4(6/12)/ZnO (d) 64 Hình 3.11 So sánh độ hồi đáp ethanol (0,47%) nhiệt độ làm việc thấp điều kiện chiếu UV-254nm cảm biến ZnO, ZnFe2O4(0,5/1)/ZnO, ZnFe2O4(1/2)/ZnO, ZnFe2O4(3/6)/ZnO ZnFe2O4(6/12)/ZnO Tuy nhiên, hàm lượng hạt nano ZnFe2O4 bề mặt ZnO tăng lên, độ hồi đáp ethanol cảm biến giảm xuống Cụ thể, cảm biến ZnFe2O4(6/12)/ZnO có độ hồi đáp thấp tất mẫu, chí thấp độ hồi đáp cảm biến ZnO có điện trở ban đầu cao (2.108) Điều cho rằng, hàm lượng ZnFe2O4 tăng lên, bề mặt ZnO bị bao phủ phần lớn hạt nano ZnFe2O4 (như nhìn thấy ảnh SEM Hình 3.4d), vùng nghèo điện tử lớp tiếp giáp dị thể ZnFe2O4 ZnO tăng lên làm tăng mạnh điện trở cảm biến Bên cạnh đó, tăng hàm lượng ZnFe2O4 dẫn đến diện tích bề mặt tiếp xúc ZnO khí giảm xuống Hay nói cách khác, hàm lượng ion oxy hấp phụ trực tiếp ZnO giảm mạnh Điều gây suy giảm mạnh độ hồi đáp cảm biến mẫu ZnFe2O4(6/12)/ZnO 65 3.2.4 Tính chất hồi đáp cảm biến ZnFe2O4/ZnO hợp chất dễ bay khác chiếu xạ UV-254nm Hình 3.12 Tính chất hồi đáp methanol (1%) cảm biến ZnFe2O4(1/2)/ZnO điều kiện chiếu UV-254nm nhiệt độ làm việc khác Hình 3.13 Tính chất hồi đáp acetone (1,8%) cảm biến ZnFe2O4(1/2)/ZnO điều kiện chiếu UV-254nm nhiệt độ làm việc khác 66 Hình 3.14 So sánh độ hồi đáp chuẩn hóa 1000ppm ethanol, methanol acetonecủa cảm biến ZnFe2O4(1/2)/ZnO điều kiện chiếu UV-254nm nhiệt độ làm việc khác Tính chất hồi đáp cảm biến ZnFe2O4(1/2)/ZnO điều kiện chiếu UV-254nm methanol acetone nghiên cứu luận văn Hình 3.12 3.13 hiển thị kết khảo sát tính chất nhạy methanol (1%) acetone (1,8%) điều kiện chiếu liên tục xạ UV-254nm nhiệt độ khác Cảm biến ZnFe2O4(1/2)/ZnO cho thấy có khả hồi đáp phục hồi trạng thái ban đầu methanol acetone chí nhiệt độ làm việc 60C Kết tính tốn độ hồi đáp vẽ so sánh Hình 3.14 Hình 3.14 đồ thị so sánh độ hồi đáp chuẩn hóa 1000ppm ethanol, methanol acetone cảm biến ZnFe2O4(1/2)/ZnO điều kiện chiếu UV-254nm nhiệt độ làm việc khác Kết cho thấy cảm biến ZnFe2O4(1/2)/ZnO có độ hồi đáp cao ethanol so với methanol acetone Độ hồi đáp chuẩn hóa cảm biến ZnFe2O4(1/2)/ZnO ethanol cao gấp ~6 lần ~45 lần so với methanol acetone nhiệt độ làm việc 90C 67 KẾT LUẬN Luận văn thực Khoa Khoa học Tự nhiên – Trường Đại học Quy Nhơn, từ kết tổng hợp vật liệu, chế tạo cảm biến, nghiên cứu hình thái, cấu trúc vật liệu khảo sát tính chất nhạy VOCs cảm biến, thu kết sau: - Bằng phương pháp thủy nhiệt chế tạo thành cơng cấu trúc vật liệu ZnO biến tính hạt nano ZnFe2O4 có hàm lượng khác nhau; - Từ kết đo nhiễu xạ tia X (XRD), phổ hấp phụ UV – Vis SEM khảo sát cấu trúc, hình thái, tính chất quang ước lượng độ rộng vùng cấm hệ vật liệu; - Đặc trưng nhạy ethanol cảm biến ZnFe2O4/ZnO nghiên cứu so sánh với cảm biến ZnO Kết cho thấy độ hồi đáp cảm biến cải thiện có độ lặp tương đối tốt Điều cho thấy vai trò quan trọng hạt nano ZnFe2O4 sử dụng việc cải thiện hiệu suất nhạy ethanol; - Kết khảo sát ảnh hưởng hàm lượng hạt nano ZnFe2O4 biến tính bề mặt ZnO lên tính chất nhạy ethanol chiếu liên tục xạ UV – 254nm cho thấy rằng, độ hồi đáp cảm biến ZnFe2O4/ZnO (ngoại trừ cảm biến ZnFe2O4(6/12)/ZnO) cao so với cảm biến ZnO Đặc biệt, cảm biến ZnFe2O4(1/2)/ZnO cho độ hồi đáp cao tất mẫu hầu hết nhiệt độ chiếu liên tục xạ UV – 254nm; - Tính chất hồi đáp cảm biến ZnFe2O4(1/2)/ZnO điều kiện chiếu UV – 254nm methanol acetone nghiên cứu luận văn Kết cho thấy rằng, cảm biến ZnFe2O4(1/2)/ZnO có độ 68 hồi đáp cao ethanol, gấp ~6 lần so với methanol gấp ~45 lần so với acetone Kết đề tài nhằm tìm kiếm hệ vật liệu với cấu trúc tiên tiến kết hợp với phép đo góp phần việc xây dựng hệ cảm biến ứng dụng thực tế hoạt động với hiệu suất cao Đồng thời, đề tài góp phần khơng nhỏ việc tìm hiểu sâu sở lý thuyết lĩnh vực cảm biến khí dạng trở hóa 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] N Barsan and U Weimar, “Conduction model of metal oxide gas sensors,” Journal of Electroceramics, vol 7, no pp 143–167, 2001, doi: 10.1023/A:1014405811371 [2] P S Cho, K W Kim, and J H Lee, “NO2 sensing characteristics of ZnO nanorods prepared by hydrothermal method,” Journal of Electroceramics, vol 17, no 2–4 pp 975–978, 2006, doi: 10.1007/s10832-006-8146-7 [3] H Kim, C Jin, S Park, S Kim, and C Lee, “H2S gas sensing properties of bare and Pd-functionalized CuO nanorods,” Sensors and Actuators, B: Chemical, vol 161, no pp 594–599, 2012, doi: 10.1016/j.snb.2011.11.006 [4] H K Nguyen Minh Vuong, Dojin Kim, “Surface gas sensing kinetics of a WO3 nanowire sensor: part 1—oxidizing gases,” Sensors Actuators B, vol 220, pp 932–941, 2015, doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.snb.2015.06.031 [5] Q Hao, L Li, X Yin, S Liu, Q Li, and T Wang, “Anomalous conductivity-type transition sensing behaviors of n-type porous α-Fe2O3 nanostructures toward H2S,” Materials Science and Engineering B: Solid-State Materials for Advanced Technology, vol 176, no pp 600–605, 2011, doi: 10.1016/j.mseb.2011.02.002 [6] S S Karpovaa, V A Moshnikova, S V Mjakinb, and E S Kolovanginab, “Surface Functional Composition and Sensor Properties of ZnO, Fe2O3 , and ZnFe2O4,” Phys Semicond DEVICES, vol 47, no 1063–7826, pp 369–372, 2013, doi: 10.1134/S1063782613030123 70 [7] J.-H P and J.-H L Young-Jin Choi, In-Sung Hwang, Jae-Gwan Park, Kyoung Jin Choi, “Novel fabrication of an SnO2 nanowire gas sensor with high sensitivity This,” Nanotechnology, vol 19, 2008, doi: 10.1088/0957-4484/19/9/095508 [8] C L Soyeon An , Sunghoon Park , Hyunsung Ko , Changhyun Jin , Wan In Lee, “Enhanced gas sensing properties of branched ZnO nanowires Soyeon,” Thin Solid Films, vol 547, pp 241–245, 2013, doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.tsf.2013.02.021 [9] Y Y and C L W JXWang, XW Sun, “N–P transition sensing behaviors of ZnO nanotubes exposed to NO2 gas,” Nanotechnology, vol 465501 (4p, 2009, doi: doi:10.1088/0957-4484/20/46/465501 [10] N V H Hoang Van Han, Nguyen Duc Hoa, Pham Van Tong, Hugo Nguyen, “Single-crystal zinc oxide nanorods with nanovoids as highly sensitive NO2 nanosensors,” Mater Lett., vol 94, pp 41–43, 2013, doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.matlet.2012.12.006 [11] R K Joshi, Q Hu, F Alvi, and A Kumar, “Au decorated zinc oxide nanowires for CO sensors,” Nanotechnology 2009: Fabrication, Particles, Characterization, MEMS, Electronics and Photonics Technical Proceedings of the 2009 NSTI Nanotechnology Conference and Expo, NSTI-Nanotech 2009, vol pp 223–226, 2009 [12] A Bera and D Basak, “Pd-nanoparticle-decorated ZnO nanowires: ultraviolet photosensitivity and photoluminescence properties,” Nanotechnology, vol 22, no 26, p 265501, Jul 2011, doi: 10.1088/0957-4484/22/26/265501 [13] G M C Won Jae Moon, Ji Haeng Yu, “The CO and H2 gas selectivity of CuO-doped SnO2–ZnO composite gas sensor,” Sensors Actuators B, 71 vol 87, pp 464–470, 2002, doi: https://doi.org/10.1016/S09254005(02)00299-X [14] X L and G L Xiaowei Li, Chen Wang, Hang Guo, Peng Sun,* Fengmin Liu, “Double-Shell Architectures of ZnFe2O4 Nanosheets on ZnO Hollow Spheres for High-Performance Gas Sensors,” ACS Appl Mater Interfaces Double-Shell, pp 1–30, 2015 [15] K S Noboru Yamazoe, “Proposal of contact potential promoted oxide semiconductor gas sensor,” Sensors Actuators B, vol 187, pp 162–167, 2013, doi: All r http://dx.doi.org/10.1016/j.snb.2012.10.048 [16] D J Yali Cao and R W , Pengfei Hu, “One-step room-temperature solid-phase synthesis of ZnFe2O4 nanomaterials and its excellent gassensing property,” Sciverse Sci., vol 39, pp 2989–2994, 2013, doi: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2012.09.076 [17] I G K Arshak and Microelectronic, “Gas sensing properties of ZnFe2O4/ZnO screen-printed thick film,” Sensors Actuators B, vol 111– 112, pp 58–62, 2005, doi: doi:10.1016/j.snb.2005.07.003 [18] N Đ Hịa et al., Cảm biến khí sở nano oxit kim loại bán dẫn Hà Nội; Bách Khoa Hà Nội, 2019 [19] N V Hiếu, Cảm biến khí dây nanooxit kim loại bán dẫn Hà Nội; Nhà xuất Bách Khoa Hà Nội, 2015 [20] J G Webster, G Neri, and N Donato, “Resistive Gas Sensors,” Wiley Encycl Electr Electron Eng., pp 1–12, 2016, doi: 10.1002/047134608x.w8337 [21] H T Giang, “Nghiên cứu chế tạo cảm biến khí monoxit cacbon Hydrocacbon sở vật liệu perovsite ABO3,” Luận án tiến sĩ khoa 72 học vật liệu, 2012 [22] G Korotcenkov, “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, 2007, doi: 10.1016/j.mseb.2007.01.044 [23] K Arshak, E Moore, G M Lyons, J Harris, and S Clifford, “A review of gas sensors employed in electronic nose applications,” Sens Rev., vol 24, no 2, pp 181–198, 2004, doi: 10.1108/02602280410525977 [24] N Yamazoe and K Shimanoe, Fundamentals of semiconductor gas sensors Faculty of Engineering Sciences, Kyushu University, Kasuga, Fukuoka, Japan, 2019 [25] C Zhang, A Boudiba, P De Marco, R Snyders, M G Olivier, and M Debliquy, “Room temperature responses of visible-light illuminated WO3 sensors to NO2 in sub-ppm range,” Sensors Actuators, B Chem., vol 181, pp 395–401, 2013, doi: 10.1016/j.snb.2013.01.082 [26] A Mirzaei, S G Leonardi, and G Neri, “Detection of hazardous volatile organic compounds (VOCs) by metal oxide nanostructuresbased gas sensors: A review,” Ceramics International, vol 42, no 14 pp 15119–15141, 2016, doi: 10.1016/j.ceramint.2016.06.145 [27] N T Hương, “Chế tạo nghiên cứu tính chất quang vật liệu nano ZnO,” Đại học Khoa học Tự nhiên, 2012 [28] N D Phương, “Nghiên cứu chế tạo khảo sát số tính chất màng mỏng ZnO khả ứng dụng chúng,” Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội, 2006 [29] N O.M Lemine a, b, M H b , M Bououdina c, d, M Sajieddine e, 73 A.M Al-Saie c, e, M Shafi b, A Khatab b, f, M Al-hilali a, and A, “Synthesis, structural, magnetic and optical properties of nanocrystalline ZnFe2O4,” Phys B, vol 406, pp 1989–1994, 2011 [30] Đ T A Thư, “Chế tạo nghiên cứu tính chất cảm biến nhạy cồn sở vật liệu oxit perovskit,” Viện Khoa học công nghệ, 2011 [31] Hisao SUZUKI*** and Naoki WAKIYA3 Takanori NUNOME, Hiroshi IRIE,* Naonori SAKAMOTO, Osamu SAKURAI,** Kazuo SHINOZAKI, “Magnetic and photocatalytic properties of n- and p-type ZnFe2O4 particles synthesized using ultrasonic spray pyrolysisNo Title,” J Ceram Soc Japan, 2013 [32] A H L and Y C Xian g Ma , ab Xinyuan Zhou, ab Yan Gong, ab Ning Han, “MOF-derived hierarchical ZnO/ZnFe2O4 hollow cubes for enhanced acetone gas-sensing performanceNo Title,” RSC Adv, vol 34609, no, 2017 ... ZnFe2O4/ ZnO CẤU TRÚC NANO ỨNG DỤNG LÀM LỚP NHẠY TRONG CẢM BIẾN KHÍ” nhằm mục đích chế tạo lớp nhạy cảm biến sử dụng vật liệu hạt nano ZnO tăng cường hoạt tính xúc tác bề mặt vật liệu nhạy hạt nano ZnFe2O4, ... triển ứng dụng cảm biến khí điện trở[20] 1.2 CẢM BIẾN KHÍ DẠNG TRỞ HĨA DỰA TRÊN VẬT LIỆU SMOs 1.2.1 Vật liêụ SMOs cảm biến khí dạng trở hóa Vật liệu SMOs lựa chọn tối ưu ứng dụng cho vật liệu nhạy. .. tối ưu cảm biến dựa ZnFe2O4 vật liệu tổng hợp ZnO /ZnFe2O4 thấp nhiều so với cảm biến dựa ZnO tinh khiết Hình 1.16 Sự phụ thuộc độ đáp ứng vào nhiệt độ cấu trúc ZnO, ZnFe2O4 vật liệu ZnO /ZnFe2O4[ 14]