Vì các mẫu CNT thƣơng mại bám dính không tốt khi nhỏ phủ trực tiếp trên đế cảm biến Al2O3. Do đó tính chất điện cũng nhƣ tính chất nhạy hơi VOCs của cấu trúc này đã không đƣợc nghiên cứu. Tính chất điện của các cảm biến đƣợc khảo sát trong hệ tự thiết kế sử dụng bộ kết nối Keithley 2601B và Cassy Lab. Trong suốt quá trình đo điện trở của cảm biến, không khí khô đƣợc thổi liên tục qua mẫu với tốc độ thổi 1000 sccm.
Hình 3.9. mô tả sự phụ thuộc điện trở của cảm biến vào nhiệt độ của các mẫu ZnO/CNT (a), FCNT (b) và ZnO/FCNT (c) trong vùng nhiệt độ từ nhiệt độ phòng đến khoảng 120 C. Kết quả cho thấy rằng, cảm biến ZnO/CNT thể hiện tính chất điện của kim loại vì điện trở của nó tăng khi nhiệt độ tăng. Trong khi đó, các cảm biến FCNT và ZnO/FCNT thể hiện tính chất của bán dẫn vì điện trở của chúng giảm khi nhiệt độ tăng. Điện trở của cảm biến ZnO/CNT có giá trị lớn lớn hơn nhiều so với điện trở của các cảm biến FCNT và ZnO/FCNT. Điều này chúng tôi cho rằng, trong quá trình xử lý nhiệt tại 350 C, các hạt nano kim loại xúc tác Fe, Ni và Co bị oxy hóa thành các oxit kim loại bám trên các ống CNT.
Sự hình thành một lƣợng lớn các lớp tiếp xúc kim loại (CNT)/oxit kim loại (sắt oxit, nicken oxit, cobalt oxit) làm tăng đáng kể điện trở của cảm biến.
Hình 3. 10. Sự phụ thuộc điện trở của cảm biến vào nhiệt độ của các mẫu ZnO/CNT (a), FCNT (b) và ZnO/FCNT(c)
Sau quá trình xử lý trong môi trƣờng axit và oxy hóa nhiệt trong môi trƣờng không khí tại 350C, quá trình khử các xúc tác và hình thành các sai hỏng trên bề mặt FCNT đã làm cho các ống FCNT thể hiện tính chất bán dẫn trong môi trƣờng không khí do sự hấp phụ oxy trên bề mặt FCNT. Điện trở của cảm biến ZnO/FCNT có giá trị cao hơn so với cảm biến FCNT. Điều này có thể là do sự hình thành các tiếp xúc FCNT và các hạt ZnO lớp đệm trên đế.
Hình 3.11. Sự phụ thuộc điện trở của cảm biến vào nhiệt độ của các mẫu ZnO/FCNT/ZnO-0,25M (a), ZnO/FCNT/ZnO-0,5M (b), ZnO/FCNT/ZnO-1M (c),
Hình 3.10 mô tả kết quả đo sự phụ thuộc điện trở của cảm biến vào nhiệt độ của các mẫu ZnO/FCNT/ZnO-0,25M (a), ZnO/FCNT/ZnO-0,5M (b), ZnO/FCNT/ZnO-1M (c) và ZnO/FCNT/ZnO-1,5M (d). Tất cả các mẫu đƣợc oxy hóa nhiệt tại 350C trong 1 giờ. Các cảm biến đều thể hiện tính chất của bán dẫn vì điện trở giảm khi nhiệt độ tăng. Điện trở của cảm biến tăng khi hàm lƣợng tiền chất ban đầu Zn(NO3)2 tăng lên. Điều này chúng tôi cho rằng nguyên nhân là do hàm lƣợng ZnO/kẽm glycolate hình thành nhiều hơn và sự lớn lên các hạt ZnO/kẽm glycolate theo nồng độ tiền chất Zn(NO3)2. Do đó, sự hình thành nhiều hơn các lớp tiếp xúc giữa FCNT và ZnO/Glycolate trong lớp vật liệu đã làm tăng nổi bật điện trở của cảm biến.
Khi nhiệt độ xử lý mẫu tăng lên 400C, xu hƣớng thay đổi điện trở của cảm biến không giống nhƣ trƣờng hợp mẫu xử lý ở 350C (Hình 3.11). Ban đầu điện trở của cảm biến giảm khi nhiệt độ tăng (từ nhiệt độ phòng đến khoảng 60C – 70C nhƣng sau đó điện trở của cảm biến tăng lên khi nhiệt độ tiếp tục tăng lên (từ khoảng 60 C – 70 C đến hơn 100 C). Điều này chúng tôi cho rằng quá trình oxy hóa nhiệt hoàn toàn kẽm glycolate thành ZnO (nhƣ đã đƣợc chứng minh bởi phép đo phổ XRD) và sự đóng góp trội hơn của tính chất vật liệu ZnO trong hệ composite FCNT/ZnO. ZnO là vật liệu bán dẫn loại n do tính chất sai hỏng tự nhiên nhƣ nút khuyết oxy. Khi nhiệt độ tăng lên, sự gia tăng quá trình hấp phụ của oxy trong môi trƣờng trên bề mặt ZnO làm gia tăng điện trở của vật liệu ZnO, do đó điện trở của cảm biến composite ZnO/FCNT/ZnO tăng lên khi nhiệt độ tăng.
Hình 3.12. Sự phụ thuộc điện trở của cảm biến vào nhiệt độ của các mẫu ZnO/FCNT/ZnO-0,5M (a), ZnO/FCNT/ZnO-1M (b). Các mẫu đƣợc oxy hóa nhiệt tại