ساخت و بهینه سازی حسگر حساس به رطوبت مبتنی بر نانوساختار های متخلخل تری-اکسید تنگستن/نانوذرات نقره

هدف این تحقیق، ساخت حسگری رطوبتی بر پایه نانوساختار متخلخل تری اکسید تنگستن خالص و دوپ شده با نانوذرات نقره و استفاده از خصوصیات تغییرات اهمی، ظرفیت خازنی و امپدانسی آن در مقابل رطوبت به عنوان خروجی است. مشخصات ساختاری نانوکامپوزیت تهیه شده، توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی و دستگاه پراش اشعه ایکس مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تری اکسید تنگستن سنتزی به شکل کره هایی با ابعاد ۳ تا ۷ میکرومتر با ساختار متخلخل سطحی در اندازه ۱۰ تا ۶۰ نانومتر می باشد. برای تولید حسگرها، نخست مواد ترکیب و پراکنده سازی شد، سپس با روش ته نشینی بر روی مدار الکترود شانه ای لایه نشانی گردید. بررسی ها نشان داد حسگر دوپ شده با نانوذرات نقره، عملکرد بهتری در مقایسه با نمونه تری اکسید تنگستن خالص دارد. حساسیت این حسگر برای محدوده رطوبت نسبی۵۰-۲۰ % و ۹۰-۵۰ %، به ترتیب ۴/۴ و MΩ/%RH ۶۸/۰ بدست آمد که در مقایسه با نمونه های پیشین، ۷ و ۵ % بهبود یافته است. زمان پاسخ و بازگشت این حسگر ۲ و ۷ ثانیه اندازه گیری شد که به ترتیب ۵/۳۷ و ۴/۴۱ برابر کوچکتر از نمونه های دردسترس است. کاهش ظرفیت خازنی حسگر تا Pf ۳۸۰۰، با افزایش رطوبت نسبی به ۹۰ % از سایر یافته ها است. تغییرات امپدانسی قابل توجه حسگر در برابر تغییرات رطوبت از سایر نتایج مهم است که نشان می دهد که امپدانس می تواند با جبران خطاهای ناشی از تغییرات اهمی و ظرفیت خازنی، به عنوان خروجی حسگر در نظر گرفته شود.

کلیدواژه ها:

حسگررطوبت ، نانوذرات نقره ، تری اکسید تنگستن ، نانوساختار های متخلخل ، امپدانس