Luận án Tiến sĩ Khoa học vật liệu: Nghiên cứu chế tạo, phát triển hệ đa cảm biến khí sử dụng màng mỏng và dây nano SnO2

Mục tiêu của đề tài nghiên cứu nhằm chế tạo được các cấu trúc chip điện cực đa cảm biến trên đế thủy tinh chịu nhiệt Pyrex, đốt nóng trực tiếp vùng nhạy khí trên cơ sở thay đổi nhiệt độ hoạt động giữa các đơn cảm biến được tích hợp; chế tạo được các đơn cảm biến màng mỏng, đa lớp SnO2 biến tính Pt, Ag nhằm tăng cường độ đáp ứng, độ chọn lọc với các khí NH3, H2và H2S; chế tạo được các hệ đa cảm biến màng mỏng và dây SnO2 biến tính Pt, Ag có kích thước nhỏ gọn, công suất tiêu thụ thấp.

Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Khoa học vật liệu: Nghiên cứu chế tạo, phát triển hệ đa cảm biến khí sử dụng màng mỏng và dây nano SnO2 LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan nội dung của luận án này là công trình nghiên cứucủa riêng tác giả dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Nguyễn Văn Duy và TS.Matteo Tonezzer. Các số liệu và kết quả trong luận án này hoàn toàn trung thựcvà chưa được tác giả khác công bố. Hà Nội, ngày…… tháng……năm 2021 TM. tập thể hướng dẫn Tác giả PGS.TS. Nguyễn Văn Duy Nguyễn Xuân Thái i LỜI CẢM ƠN Luận án tiến sĩ này được hoàn thành tại Viện Đào tạo Quốc tế về Khoa họcVật liệu (ITIMS), Trường Đại học Bách khoa Hà Nội dưới sự hướng dẫn khoahọc của PGS.TS. Nguyễn Văn Duy và TS. Matteo Tonezzer. Nghiên cứu sinh xinbày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy về định hướng khoa học và phương phápnghiên cứu. Dưới sự chỉ bảo tận tình cũng như sự quan tâm giúp đỡ và điều kiệnmà các thầy dành cho học trò đã giúp học trò hoàn thành được luận án này. Nghiên cứu sinh xin được chân thành cảm ơn GS.TS. Nguyễn Đức Hòa,GS.TS. Hugo Nguyễn, GS.TS. Nguyễn Văn Hiếu đã chỉ dẫn về khoa học, giúpđỡ và góp ý để luận án được hoàn thiện. Nghiên cứu sinh xin chân thành cảm ơn các cán bộ thuộc Phòng thínghiệm Nghiên cứu phát triển và Ứng dụng Cảm biến nano, các anh chị emnghiên cứu sinh, các bạn học viên cao học, đại học của nhóm đã nhiệt tình giúpđỡ, hỗ trợ, chia sẻ ý tưởng khoa học trong quá trình nghiên cứu sinh thực hiệnluận án. Tôi xin chân thành cảm ơn Viện Đào tạo Quốc tế về Khoa học Vật liệu -ITIMS; Viện Đo lường Việt Nam; Phòng Đào tạo - Trường Đại học Bách khoaHà Nội đã tạo điều kiện cho tôi được học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận ánnày. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể gia đình, bạn bèvà đồng nghiệp đã động viên, khích lệ tôi trong suốt thời gian học tập, nghiêncứu và thực hiện luận án. Tác giả Nguyễn Xuân Thái ii MỤC LỤCLỜI CAM ĐOAN .................................................................................................. iLỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... iiDANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ........................................ viiDANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................. ixDANH MỤC HÌNH ẢNH .................................................................................... xGIỚI THIỆU CHUNG ......................................................................................... 11. Lý do chọn đề tài .............................................................................................. 12. Mục tiêu nghiên cứu......................................................................................... 43. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................... 44. Phương pháp nghiên cứu................................................................................. 55. Ý nghĩa của đề tài nghiên cứu ......................................................................... 56. Những đóng góp mới của đề tài ...................................................................... 67. Cấu trúc của luận án ........................................................................................ 7CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ................................................................................ 9 1.1. Cảm biến khí sử dụng vật liệu SMO ....................................................... 9 1.1.1. Định nghĩa, phân loại, ứng dụng của biến khí .................................. 9 1.1.2. Cơ chế nhạy khí................................................................................. 9 1.2. Sự phụ thuộc độ đáp ứng khí của cảm biến vào nhiệt độ hoạt động . 13 1.3. Cảm biến khí sử dụng màng mỏng và dây nano ôxít kim loại bán dẫn ......................................................................................................................... 16 1.3.1. Cảm biến khí sử dụng màng mỏng ôxít kim loại bán dẫn .............. 16 1.3.2. Cảm biến khí sử dụng dây nano SnO2 ............................................ 19 1.4. Đa cảm biến khí sử dụng ôxit kim loại bán dẫn .................................. 22 iii 1.4.1. Khái niệm, nguyên lý làm việc của hệ đa cảm biến ........................ 22 1.4.2. Tổng qua ...