Tài liệu Màng mỏng nhạy khí – gas sensor thin film

  • Số trang: 50 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 149 |
  • Lượt tải: 0

Đã đăng 15893 tài liệu

Mô tả:

Seminar: Màng mỏng nhạy khí – Gas Sensor thin film GVHD: PGS-TS LÊ VĂN HIẾU HVCH: NGUYỄN HOÀNG HUYNH TRỊNH THANH THỦY VŨ THỊ PHƯƠNG HIẾU Nội dung trình bày Giới thiệu Các loại sensor Đặc điểm tính chất của sensor Các phương pháp cải thiện tính chất sensor Phương pháp khảo cứu đặc tính của sensor 1. 2. 3. 4. 5.   6. Phân tích cấu trúc Khảo sát tính chất nhạy khí Các ứng dụng Phương pháp khảo cứu đặc tính của sensor Các phương pháp phân tích cấu trúc 1.    Nhiễu xạ tia X Hiển vi điện tử quét (SEM) Hiển Vi lực nguyên tử (AFM) Các phương pháp khảo sát tính chất sensor 2.   Phân tích bão hòa Phân tích giới hạn xác định giảm dần (LEL) Các phương pháp phân tích cấu trúc 1. Nhiễu xạ tia X Được dùng để:  Cấu trúc của màng  Kích thước trung bình của các hạt tinh thể  Sự định hướng của tinh thể Các phương pháp phân tích cấu trúc Các phương pháp phân tích cấu trúc  Structural studies were made by X-ray diffraction (XRD) using a Siemens D5000 diffractometer operating with CuKα radiation at grazing incidence. Standard data [10] were used to identify the diffraction peaks for TiO2. The mean grain size D was estimated from Scherrer’s formula, i.e., S  K  / Bcos   where K is a dimensionless constant, usually 0.9, 2θ is the diffraction angle, λ is the X-ray wavelength, and β is the full width at half maximum of the diffraction peak. Figure 1 shows grazing incidence X-ray diffractograms for TiO2 films sputter deposited onto glass substrates kept at different annealing temperatures. No diffraction peaks due to titanium oxide were found for un-annealed samples. However annealing at 450 °C led to diffraction peaks corresponding to pure anatase, and further heat treatment at 500 °C made the diffraction peaks grow in intensity with the (004) reflection being strongest. Applying Scherrer’s formula to the anatase (101) peak, it was found that D ≈ 15.8 nm after annealing at 450 °C and D ≈ 17.8 nm after annealing at 500 °C. (Z. Topaliana, Resistance noise in TiO2-based thin film gas sensors under ultraviolet irradiation, Journal of Physics: Conference Series 76 2007) Các phương pháp phân tích cấu trúc 2. Hiển vi điện tử quét (SEM) Các đặc điểm hình thái của bề mặt màng như hình dạng và kích thước hạt, sự tồn tại của các hợp chất, sự hiện hiện của các ụ, dấu hiệu của những chỗ trống, những vết nứt nhỏ, sự thành lập những kết cấu bề mặt,.v.v. là những thông tin thường thu được nhờ kỹ thuật SEM Principle of Scanning Electron Microscopy Principle of Scanning Electron Microscopy      Focused electron beam Specimen: emits electrons and photons Detector: electrons, photons, … Amplifier  brightness of corresponding pixel Deflection coils: => scan the beam =>image Magnification Structure of SEM Field-Emission Gun Scanning Electron Microscope Hitachi S4500 Field-Emission Gun Scanning Electron Microscope Hitachi S4500        Field-emission gun Two secondary electron detectors Backscatter detector Infrared chamber scope Noran XEDS (X-ray energy-dispersive spectrometry) system Spatial resolution: < 1.5nm at 15 keV electron energy Also performs well at reduced beam energies (e. g. 1 keV)  facilitates observation of insulating materials  emphasizes near-surface structure of the specimen AFM 1.5 repulsive 1 Potential (a.u.) Atomic Force Microscopy • The Atomic Force Microscope (AFM) uses various forces that occur when two objects are brought within nanometers of each other. • An AFM can work either when the probe is in contact with a surface, causing a repulsive force, or when it is a few nanometers away, where the force is attractive. 2 0.5 0 -0.5 -1 -1.5 attractive -2 0.7 0.9 1.1 1.3 1.5 d is tan ce (An g s tr o m ) 1.7 1.9 AFM Modes of operation   Contact Mode: Direct physical contact with the sample Non-contact Mode: Tip oscillating at constant distance above sample surface • In “contact mode” the AFM measures hard-sphere repulsion forces between the tip and sample. “contact” and “noncontact” mode • In “non-contact mode”, the AFM derives topographic images from measurements of attractive forces; the tip does not touch the sample (Albrecht et al., 1991). • In principle, AFM resembles the record player as well as the stylus profilometer. However, AFM incorporates a number of refinements that enable it to achieve atomic-scale resolution: 1. Sensitive detection 2. Flexible cantilevers 3. Sharp tips 4. High-resolution tip-sample positioning 5. Force feedback Sơ đồ nguyên lý hoạt động của AFM
- Xem thêm -