مقدمه

اکسید روي (ZnO) به عنوان حسگر گاز، الکترودهاي سلول خورشیدي،وسایل موجبر اپتیکی و غیره استفاده میشود. حسگرهاي گازي ZnO به روشهاي مختلف همچون تک کریستال،کپه اي،لایه نازك،لایه ضخیم ، پیوندهاي ناهمگون]١[،

الکتروفوزیوس]٢[، ساخته میشوند.لایه نازك ZnO را با روشهاي متعددي می توان تولید کرد.روش هاي رسوب بخار فیزیکی

(PVD) از قبیل: مگنترون اسپاترینگ [۳]، تبخیر باریکه الکترونی، تبخیر حرارتی[۴]، اسپري تجزیه شیمیایی [۵] و روش [۶] PLD

مورد استفاده قرار گرفته اند. همچنین روش هاي متنوعی از تکنیک هاي رسوب بخار شیمیایی از قبیل: CVD با فشار پایین ، CVD

در فشار جو و CVD باکمک افشانه[۷] مورد استفاده قرار گرفته اند. جنس اتصال الکتریکی در ویژگی هاي حسگرهاي نیمرساناي اکسید فلزي تاثیر به سزایی دارد. روش هاي آماده سازي و ساخت

۱۸

نیز میتواند اثر قابل توجهی بر ساختار و خواص حسگر هاي گازي اکسید فلزي بگذارد. باریکه الکترونی یکی از روش هایی است که براي لایه نشانی اکسید فلزات ترجیح داده میشود. از مزایاي این روش لایه نشانی خلوص بالا و عدم تجزیه اکسید فلزي در هنگام تبخیر براي موادي که دماي تبخیر بالا دارند را میتوان نام برد. اما به دلیل بالا بودن هزینه دستگاه فقط در برخی آزمایشگاه ها وجود دارد ۸]و.[۹در این کار پژوهشی، لایه نشانی اکسید روي با روش تبخیر باریکه الکترونی انجام گرفته است. سپس پاسخ این لایه ها به عنوان حسگر با الکترود پلاتین نسبت به بخار الکل هاي اتانول، متانول ، پروپانول و بوتانول مورد بررسی مقایسه اي قرار گرفت.

کارآزمایشگاهی

لایه نازك اکسید روي بر روي زیرآیند شیشه باروش تبخیر باریکه الکترونی در خلاء انباشت شد. قبل از لایه نشانی بر روي زیرآیندها براي افزایش چسبندگی و استحکام لایه ابتدا زیر آیندها با مایع ظرف شویی و پنبه کاملا شستشو داده شد تا آلودگی هاي روي آنها پاك شود. سپس زیرآیندها را با استون و سپس با آب مقطر شسته و آنها را در محیطی که عاري از هر گونه آلودگی قرار دادیم تا کاملاً خشک شوند. لایه نشانی با روش تبخیر باریکه الکترونی(توسط دستگاه لایه نشانی بالزر ۵۱۰ در پژوهشکده لیزر و اپتیک،سازمان انرژي اتمی) انجام گرفت. در این پژوهش، اکسید روي با نرخ و ضخامت قابل کنترل به ضخامت ۲۰۰ نانومتر لایه نشانی شد. پس از لایه نشانی، نمونه ها در کوره قرار داده شد و در دماي ۵۰۰ به مدت ۲ ساعت آنیل شدند. بعد از بیرون آوردن نمونه ها از کوره یک سطح کاملاً شفاف و روشن روي زیرآیند مشاهده گردید. در ادامه پلاتین روي لایه هاي مختلف لایه نازك اکسید روي با ضخامت ۲۰۰ نانومتر با همان روش باریکه الکترونی انباشت شدند. طرح واره لایه نازك اکسید روي همراه با الکترود که از آن بعنوان حسگر گاز استفاده شد، در شکل((۱ نشان داده شده است.

براي برقراري اتصال الکتریکیِ حسگر در مدار الکتریکی ازخمیر نقره و سیم پلاتین، به دلیل تحمل دماي بالا، استفاده شد. از آنجایی که نمونه ها باید در دماهاي مختلفی آزمایش شوند، یک هیتر کوچک از جنس نیکل کروم در زیر نمونه قرار می گیرد که

مابین آنها یک عایق حرارتی قرار داده شد. شکل((۲ طرحواره سنسور همراه با چسب نقره،هیتر وسیم پلاتین را نشان می دهد.