với yi và y lần lượt là giá trị đường nền đo được và giá trị tương ứng thu được từ việc fit đường nền theo hàm đa thức bậc 5, N là số giá trị tính toán [47].
1.5.3. Cơ chế nhạy khí của ô-xit kim loại bán dẫn
Cảm biến khí dựa trên cơ sở vật liệu ô-xit kim loại bán dẫn hoạt động dựa trên sự thay đổi tính chất điện của vật liệu liên quan đến các hiện tượng hấp phụ và giải hấp phụ khí xảy ra như: quá trình khí ô-xi tương tác và hấp phụ trên bề mặt vật liệu, sự tương tác giữa các phân tử khí cần phân tích với bề mặt vật liệu và sự tương tác của các phân tử khí cần phân tích với các ion ô-xi hấp phụ bề mặt. Các quá trình trên xảy ra là khác nhau đối với bán dẫn loại n và loại p, sau đây chúng tôi chủ yếu tập trung xét đối với bán dẫn loại n.
1.5.3.1. Ô-xit bán dẫn loại n
Trong cấu trúc tinh thể của các ô-xit như SnO2, ZnO, WO3, In2O3, TiO2
thường xuất hiện các nút khuyết ô-xi ở nút mạng (vacancy). Những nút khuyết này sẽ tạo ra các điện tử tự do, do đó các vật liệu loại này thường thể hiện là chất bán dẫn loại n. Ví dụ đối với vật liệu SnO2, như đã đề cập ở phần trước, trong tinh thể thường có các nút khuyết ô-xi ở nút mạng. Mỗi vị trí khuyết này tạo ra một cặp điện tử tự do, vì thế, SnO2 là bán dẫn loại n. Sự hình thành các vị trí khuyết ô-xi trong tinh thể SnO2 có thể được biểu diễn bởi phương trình sau:
2 2 2
1
2 x
SnO O SnO , (1.6)
trong đó ζ là nồng độ nút khuyết ô-xi trong mạng tinh thể. Nồng độ nút khuyết ảnh hưởng đến độ dẫn (hay điện trở) của vật liệu. Do đó, bằng cách xử lí nhiệt
trong các môi trường khác nhau ta có thể làm thay đổi mức độ khuyết ô-xi trong mạng tinh thể, thông qua đó điều khiển được nồng độ hạt tải trong các chất bán dẫn ô-xit kim loại.