Nghiên cứu chế tạo cảm biến đo pH trên cơ sở EG-FET với điện cực nhạy là polypyrrole

Bài viết Nghiên cứu chế tạo cảm biến đo pH trên cơ sở EG-FET với điện cực nhạy là polypyrrole trình bày kết quả nghiên cứu theo cách tiếp cận đơn giản về chế tạo cảm biến đo pH trên cơ sở transistor hiệu ứng trường với điện cực mở rộng (EG-FET) gắn điện cực nhạy là polymer dẫn điện polypyrrole (PPy).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu chế tạo cảm biến đo pH trên cơ sở EG-FET với điện cực nhạy là polypyrrole TNU Journal of Science and Technology 228(02): 289 - 294FABRICATION OF pH SENSOR BASED ON EG-FETWITH SENSING ELECTRODE USING POLYPYRROLEVan Gia Hy1, Do Ha Minh Thai1, Mai Ngoc Linh1*, Hoang Thi Hien2, Ho Truong Giang31 Hung Vuong High School, Gia Lai, 2Hung Yen University of Technology and Education3 Graduate University of Science and Technology (GUST), Viet Nam Academy of Science and Technology ARTICLE INFO ABSTRACT Received: 12/12/2022 pH is a very common parameter that needs to be measured in many different fields such as agriculture, food and biomedicine. In this work, Revised: 27/02/2023 we present the research results following a simple approach to Published: 28/02/2023 fabricating a pH sensor based on an extended gate field-effect transistor (EG-FET) with sensing electrode utilized by conducting polymer.KEYWORDS Conducting polypyrrole (PPy) film was directly deposited on a Si substrate by a vapour phase polymerization using catalytic oxidationConducting polymer FeCl3. Scanning electron microscope (SEM) was used to investigatePolypyrrole (PPy) surface morphology of the PPy synthesized film and it showed a high porosity. Fourier transform infrared (FTIR) and Raman spectroscopyVapour-phase polymerzation were used to examine the specific bonding structures of the PPy film.Extended gate field effect pH sensor was configured with the PPy electrode connected to thetransistor (EG-FET) extended gate of FET (2N5457). The sensor exhibited an outputpH sensor characteristic of linear dependence on the pH value and a high sensitivity (105.9 µA/pH) in correspondence with the investigated pH range from 5 to 9.NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CẢM BIẾN ĐO pH TRÊN CƠ SỞ EG-FETVỚI ĐIỆN CỰC NHẠY LÀ POLYPYRROLEVăn Gia Hy1, Đỗ Hà Minh Thái1, Mai Ngọc Linh1*, Hoàng Thị Hiến2, Hồ Trường Giang31 Trường THPT chuyên Hùng Vương Gia Lai, 2Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên3 Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam THÔNG TIN BÀI BÁO TÓM TẮT Ngày nhận bài: 12/12/2022 pH là một thông số rất cơ bản cần được đo đạc trong nhiều lĩnh vực khác nhau như nông nghiệp, thực phẩm và y-sinh. Trong công trình Ngày hoàn thiện: 27/02/2023 này, chúng tôi trình bày kết quả nghiên cứu theo cách tiếp cận đơn giản Ngày đăng: 28/02/2023 về chế tạo cảm biến đo pH trên cơ sở transistor hiệu ứng trường với điện cực mở rộng (EG-FET) gắn điện cực nhạy là polymer dẫn điệnTỪ KHÓA polypyrrole (PPy). Lớp màng PPy được tổng hợp trực tiếp trên đế Si bằng trùng hợp pha hơi sử dụng muối xúc tác FeCl3. Hiển vi điện tửPolymer dẫn điện quét SEM được dùng để phân tích cấu trúc bề mặt màng PPy sau khiPolypyrrole (PPy) tổng hợp và cho thấy màng có cấu trúc xốp. Phổ FTIR và tán xạ RamanTrùng hợp polymer từ pha hơi được dùng để nghiên cứu các liên kết đặc trưng của màng PPy. Cảm biến đo pH được thực hiện với điện cực PPy được nối đến điện cực mởTransitor hiệu ứng trường điện rộng của linh kiện FET (2N5457). Cảm biến thể hiện đặc trưng lối racực mở rộng (EG-FET) phụ thuộc tuyến tính vào giá trị pH và có độ nhạy cao (105,9 µA/pH)Cảm biến đo pH trong dải pH khảo sát từ 5 đến 9.DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.7088* Corresponding author. Email: linhlyhv80@gmail.comhttp://jst.tnu.edu.vn 289 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 228(02): 289 - 2941. Giới thiệu pH là một tham số rất cơ bản và thông dụng cần được đo đạc trong nhiều lĩnh vực khác nhaunhư nông nghiệp, thực phẩm, y sinh, hóa học, môi trường,… [1]. Giá trị pH của một dung dịchliên quan đến độ hoạt động (hoạt độ) của ion H+, được tính theo công thức [2]: mH   H  pH   log(aH  )   log( ) (1) m trong đó, aH  là độ hoạt động tương đối c ...