Chúng ta đã biết khi LFO pha tạp Co ở mức 40% (LFC4) cho độ nhạy cồn lớn nhất. Nhằm hiểu rõ hơn về vai trò của nguyên tố ví trí A lên các đặc trưng nhạy hơi cồn của cảm biến, chúng tôi lựa chọn nồng độ pha tạp Co này và thay vị trí của La bằng một số nguyên tố đất hiếm khác và khảo sát các đặc trưng của cảm biến. 5.4.1.Điện trở của cảm biến Sự phụ thuộc của nghịch đảo điện trở (1/R) vào nhiệt độ khảo sát của các vật liệu AFe0,6Co0,4O3 (A = La, Sm, Nd và Gd) trong môi trường không khí ẩm được biểu diễn trên hình 5.27. Các kết quả thu được đã chỉ ra rằng, khi thay thế La bằng các nguyên
Hình 5.26.Độổn định của cảm biến LFC4
Hình 5.27.Sự phụ thuộc nhiệt độ của độ dẫn cảm biến dựa trên vật liệuAFe0,6Co0,4O3
tốđất hiếm khác bản chất dẫn của vật liệu không thay đổi. Các mẫu khảo sát đều thể hiện tính dẫn của chất bán dẫn loại p. Bậc độ lớn của điện trở của các mẫu là cùng bậc. Trong đó hệ chứa La cho độ dẫn lớn nhất, ngược lại độ dẫn nhỏ nhất xuất hiện ở hệ chứa Gd. Có thể sắp xếp tính dẫn điện của hệ vật liệu AFe0,6Co0,4O3 (A = La, Gd, Nd và Sm) – AFC4 theo thứ tự giảm dẫn vềđộ dẫn điện theo thứ tự sau: LaFC4 > SmFC4 > NdFC4 > GdFC4. Độ dẫn của các mẫu khảo sát đều thay đổi đột ngột tại nhiệt độ 228 oC. Hình 5.28.Sự phụ thuộc nhiệt độ của độ nhạy cảm biến AFC4 với nồng độ etanol 0,39 mg/l. Hình 5.29.Sự thay đổi độ nhạy cảm biến AFC4 theo nồng độ hơi cồn.
Độ nhạy hơi cồn của các vật liệu này trong môi trường chứa nồng độ hơi cồn 0,39 mg/l cũng được khảo sát. Sự phụ thuộc của độ nhạy vào nhiệt độ của các mẫu nghiên cứu được trình bày trên hình 5.28. Kết quả thu được chỉ ra rằng, các vật liệu khảo sát đều cho giá trịđộ nhạy lớn nhất ở cùng một nhiệt độ 228 oC. Tuy nhiên, sự thay thế các nguyên tốđất hiếm khác nhau cho độ nhạy khác nhau. Khi A là Sm độ nhạy cho giá trị Smax lớn nhất, và A là La cho giá trị Smax nhỏ nhất (xem hình 5.28). Điều này cho thấy cấu hình điện tử 4f của các nguyên tố đất hiếm cũng ảnh hưởng đến độ nhạy của vật liệu. Sự phụ thuộc độ nhạy vào nồng độ cồn của các vật liệu AFC4 (A = La, Gd, Nd và Sm) ở nhiệt độ hoạt động 228 oC được trình bày trên hình 5.29. Nhận thấy rằng quy luật phụ thuộc của độ nhạy vào nồng độ cồn trong môi trường khảo sát là cùng quy luật. Chỉ có sự khác biệt duy nhất là độ lớn của độ nhạy hơi cồn.