C, thời gian 20 phút với các khoảng cách khác
KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ
Luận án là một công trình nghiên cứu dựa trên phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, bước đầu đề suất nguyên mẫu cho một thiết bị cảm biến khí hoạt động trên cơ sở ứng dụng hiệu ứng tự đốt nóng, tiến tới làm chủ công nghệ, kỹ thuật chế tạo cảm biến hiệu ứng tự đốt nóng tiết kiệm năng lượng, bảo vệ môi trường, kiểm soát vệ sinh an toàn thực phẩm. Kết quả nghiên cứu nhận được cho phép rút ra một số kết luận sau:
- Phát triển được điện cực có cấu trúc ph hợp, chế tạo được mạng lưới dây nano SnO2 bằng phương pháp bốc bay nhiệt mọc trực tiếp lên điện cực cho hiệu quả cao đồng thời có khả năng lặp lại tốt. Kỹ thuật này cho phép kiểm soát được mật độ dây nano một cách ph hợp với các mục đích nhạy khí khác nhau.
- Đã chế tạo thành công cảm biến mạng lưới dây nano SnO2 hoạt động dựa trên hiệu ứng tự đốt nóng. Cảm biến thể hiện khả năng phát hiện được khí NO2 ở nồng độ 0,1 ppm với công suất hoạt động dưới 100 W. Đặc biệt với mật độ dây nano SnO2 thưa cảm biến vẫn có thể đáp ứng tốt với 0,1 ppm khí NO2 ở công suất 10 W, trong khi thời gian đáp ứng khoảng 15 giây và thời gian hồi phục khoảng 90 giây.
- Đã chế tạo được cảm biến mạng lưới dây nano SnO2 tự đốt nóng có khả năng nhạy với khí khử ở công suất hoạt động thấp, cảm biến có thể đáp ứng với khí C2H5OH ở công suất 4 mW. Trên cơ sở kết quả nghiên cứu của hoạt động nhạy khí khử đã làm sáng tỏ được
24
vấn đề ảnh hưởng của công suất hoạt động tới độ ổn định của mạng lưới dây nano SnO2, đưa ra được dải công suất hoạt động ph hợp cho cảm biến phụ thuộc vào mật độ mạng lưới dây nano SnO2. Các công suất giới hạn tương ứng với các cảm biến G2-S3, G5-S3, G10- S3 và G20-S3 lần lượt là khoảng 32, 26, 20 và 16 mW.
- Với công nghệ, kỹ thuật chế tạo đơn giản đã chế tạo thành công cảm biến mạng lưới dây nano SnO2 biến tính kim loại Ag. Cảm biến có khả năng phát hiện khí H2S ở nồng độ thấp (0,25 ppm) trong khi công suất hoạt động của cảm biến thấp (2-10 mW). Với khả năng này của cảm biến đã cho thấy tiềm năng ứng dụng của cảm biến trong lĩnh vực kiểm soát vệ sinh an toàn thực phẩm.
- Chứng minh được khả năng hoạt động của cảm biến mạng lưới dây nano SnO2 biến tính kim loại Ag sau khi tích hợp vào mô đun di động, công suất hoạt động của cảm biến rất thấp ~ 4 mW. Cảm biến có khả năng hoạt động như một đa cảm biến, có khả năng phân tích và nhận dạng được hỗn hợp gồm nhiều loại khí khác nhau.
Tuy nhiên, bên cạch các kết quả đã thực hiện được luận án vẫn còn hạn chế về tính định hướng và độ bền của mạng lưới dây nano SnO2. Chính hạn chế này đã gợi mở hướng nghiên cứu tiếp theo:
- Tiếp tục nghiên cứu công nghệ, kỹ thuật chế tạo điện cực sao cho có thể kiểm soát được hướng phát triển và mật độ của dây nano.
- Nghiên cứu khả năng pha tạp vào vật liệu nguồn Sn để tạo ra vật liệu nhạy khí có độ bền cao hơn mà vẫn đáp ứng được các yêu cầu mong muốn.
- Tiếp tục nghiên cứu hoàn thiền mô đun di động, hoàn thiện kỹ thuật đo hướng tới phát triển cảm biến thành đa cảm biến thực thụ có thể nhận dạng, phân tích được hỗn hợp khí.