CHƯƠNG 2 : CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT NHẠY KHÍ CỦA DÂY NANO SnO2
3.3. Hoàn thiện sản phẩm cảm biến khớ CO2 bằng cụng nghệ vi cơ điện tử (MEMS)
3.3.2. Kết quả khảo sỏt tớnh chất nhạy khớ của cảm biến
Việc chế tạo cảm biến khớ CO2 ở đõy hoàn toàn tương tự như quy trỡnh chế tạo cảm biến đó trỡnh bày ở mục 3.2. Quy trỡnh biến tớnh được thực hiện theo cỏc bước như sau: Bước 1 là chuẩn bị dung dịch LaCl3 với nồng độ 96 mM; bước 2 là nhỳng đế đó mọc dõy nano SnO2 vào dung dịch LaCl3 để khụ ở nhiệt độ phũng kết hợp làm khụ ở 300 oC. Dõy nano SnO2 đó biến tớnh trờn đế được phõn tỏn trong dung dịch isopropanol (50 %). Cảm biến sau khi chế tạo bằng nhỏ phủ phải được xử lý ở nhiệt độ 600 oC trong thời gian 5 giờ. Cảm biến sau khi chế tạo và đúng gúi như minh họa trờn Hỡnh 3.19(a,b).
Hỡnh 3.19. Cảm biến CO2 trờn cơ sở dõy nano SnO2 biến tớnh LaOCl: (a) cảm biến chế tạo
trờn điện cực MEMS bằng phương phỏp nhỏ phủ; (b) cảm biến sau khớ được đúng vỏ.
Để khẳng định sự ổn định của quy trỡnh chế tạo cảm biến chỳng tụi tiến hành chế tạo số lượng lớn cảm biến (12 cảm biến) và nghiờn cứu đặc trưng nhạy khớ CO2 của chỳng. Cũng giống như cỏc phần trờn, chỳng tụi chỉ thể hiện đầy đủ cỏc đặc trưng nhạy khớ CO2 của 3 cảm biến với cỏc nhiệt độ làm việc khỏc nhau (350-450 oC) và nồng độ khớ khỏc nhau (1000- 10.000 ppm), cỏc cảm biến cũn lại chỉ trỡnh bày kết quả khảo sỏt. Kết quả đo đặc trưng nhạy khớ CO2 của 3 cảm biến được chỉ ra trờn Hỡnh 3.20. Cảm biến cú đặc trưng đỏp ứng khỏ tốt với khớ CO2 với cỏc khoảng nồng độ khớ và nhiệt độ làm việc. Độ đỏp ứng được biểu diễn như một hàm của nhiệt độ làm việc và nồng độ khớ như trờn Hỡnh 3.20d. Cú thể nhận thấy rằng, cả 3 cảm biến đều cú chung quy luật là nhiệt độ làm việc tối ưu tại 400 oC và độ đỏp ứng khớ tăng khi nồng độ khớ CO2 tăng.
97
Hỡnh 3.20. Đặc trưng nhạy khớ của 3 cảm biến dõy nano SnO2 biến tớnh LaOCl chế tạo bằng
cụng nghệ MEMS (a-c); độ đỏp ứng của cảm biến như một hàm của nhiệt độ (d) và nồng độ khớ (e); Đặc trưng nhạy khớ của 12 cảm biến đo với 5000 ppm CO2 ở 400 oC (f).
Để nghiờn cứu độ lặp lại của cảm biến chỳng tụi tiến hành đo độ đỏp ứng khớ của cảm biến tại 400 oC với nồng độ khớ CO2 là 5000 ppm của 12 cảm biến, kết quả được thể hiện trờn Hỡnh 3.20f. Cú thể nhận thấy, trong một quy trỡnh chế tạo độ đỏp ứng khớ CO2 của cảm biến phõn bố trong một dải khỏ hẹp từ 1,4 đến 1,7. Độ đỏp ứng trung bỡnh của 12 cảm biến là 1,58 ± 0,09. Với nhiệt độ làm việc là 400 oC thỡ cụng suất tiờu thụ của cảm biến vào khoảng 0,7 W.