Đề tài Seminar: Màng mỏng nhạy khí – Gas Sensor thin film

Tham khảo bài thuyết trình đề tài " seminar: màng mỏng nhạy khí – gas sensor thin film ", tài liệu phổ thông phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đề tài " Seminar: Màng mỏng nhạy khí – Gas Sensor thin film "Seminar:Màng mỏng nhạy khí – GasSensor thin film GVHD: PGS-TS LÊ VĂN HIẾU HVCH: NGUYỄN HOÀNG HUYNH TRỊNH THANH THỦY VŨ THỊ PHƯƠNG HIẾUNội dung trình bày Giới thiệu1. Các loại sensor2. Đặc điểm tính chất của sensor3. Các phương pháp cải thiện tính chất sensor4. Phương pháp khảo cứu đặc tính của5. sensor Phân tích cấu trúc  Khảo sát tính chất nhạy khí  Các ứng dụng6.Phương pháp khảo cứu đặc tính của sensor Các phương pháp phân tích cấu trúc1. Nhiễu xạ tia X  Hiển vi điện tử quét (SEM)  Hiển Vi lực nguyên tử (AFM)  Các phương pháp khảo sát tính chất sensor2. Phân tích bão hòa  Phân tích giới hạn xác định giảm dần (LEL) Các phương pháp phân tích cấu trúc1. Nhiễu xạ tia XĐược dùng để:  Cấu trúc của màng  Kích thước trung bình của các hạt tinh thể  Sự định hướng của tinh thểCác phương pháp phân tích cấu trúcCác 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 SEMPrinciple of Scanning Electron MicroscopyPrinciple 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MagnificationStructure of SEMField-Emission Gun Scanning ElectronMicroscope Hitachi S4500Field-Emission Gun Scanning ElectronMicroscope 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 2Atomic Force 1.5Microscopy repulsive• The Atomic Force 1Microscope (AFM) uses Potential (a.u.) 0.5various forces that occurwhen two objects are 0brought within nanometers -0.5of each other.• An AFM can work either -1when the probe is in -1.5contact with a surface, attractivecausing a repulsive force, -2 0.7 0.9 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9or when it is a fewnanometers away, where d is tan ce (An g s tr o m )the force is attractive.AFMModes of operation Contact Mode: Direct physical contact with the sample Non-contact Mode: Tip oscillating at constant distance above sample surface “contact” and “non- • In “contact mode” the AFM measures hard-sphere repulsion contact” mode forces between the tip and sample. • 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 recordplayer as well as the stylus profilometer.However, AFM incorporates a number ofrefinements that enable it to achieveatomic-scale resolution:1. Sensitive detection2. Flexible cantilevers3. Sharp tips4. High-resolution tip-sample positioning5. Force feedbackSơ đồ nguyên lý hoạt động của AFM ...