CO gazına duyarlı In2O3 gaz sensörünün üretimi ve karakterizasyonu

Abstract

In2O3 ince filmler, Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction (SILAR) yöntemi ile oda sıcaklığında 20, 30, 40 ve 50 SILAR turlarında cam taban malzemeler üzerine başarılı bir şekilde büyütüldü. İnce filmlerin yapısal, morfolojik, kimyasal bileşen ve CO gaz algılama özellikleri üzerinde SILAR turunun etkisi, sırasıyla XRD, SEM, EDAX ve gaz ölçüm sistemi ile incelendi. XRD ve SEM çalışmaları, ince filmlerin In2O3'ün kübik fazına sahip polikristal yapıda olduğu ve ince filmlerin yapısal ve morfolojik özelliklerinin SILAR turuna bağlı olduğunu göstermiştir. CO gaz algılama ölçümleri sıcaklığın ve gaz konsantrasyonunun bir fonksiyonu olarak gerçekleştirildi. İnce filmlerin algılama yanıtları çalışma sıcaklığı ile arttı ve 222 °C'de maksimum değere ulaştı. In2O3 ince film sensörleri, 222 °C çalışma sıcaklığında 1-100 ppm CO gaz konsantrasyonuna maruz kaldığında yüksek algılama yanıtları gösterdiler. Optimum çalışma sıcaklığında (222 °C) ve 50 ppm CO gaz konsantrasyonunda 20,30, 40 ve 50 SILAR turlarına sahip In2O3 ince film sensörlerinin algılama yanıtları sırasıyla %47, %84, %74 ve %63 olarak hesaplandı. 30 SILAR turuna ait ince filmin gaz algılama özelliklerinin diğerlerinden daha iyi olduğu görüldü.

In2O3 thin films were successfully grown on glass substrates at 20, 30, 40 and 50 SILAR cycles at room temperature by the Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction (SILAR) method. The effect of SILAR cycle on the structural, morphological, compositional and CO gas sensing properties of the thin films were investigated by XRD, SEM, EDAX and gas measurement system, respectively. The XRD and SEM studies indicated that the thin films had polycrystalline nature with cubic phase of In2O3 and the structural and morphological properties of the thin films depended on the SILAR cycle. CO gas sensing measurements were carried out as a function of temperature and gas concentration. The sensing responses of the thin film sensors increased with operating temperature and reached to the maximum at 222 °C. The In2O3 thin film sensors exhibited high sensing responses when exposed to CO gas concentration in the range of 1-100 ppm at operating temperature of 222 °C. At the optimal operating temperature (222 °C) and 50 ppm CO gas concentration, the sensing responses of In2O3 thin film sensors with 20, 30, 40 and 50 SILAR cycle were calculated to be 47 %, 84 %, 74 % and 63 %, respectively. It was seen that the gas sensing properties of the thin film with 30 SILAR cycle were better than others.