Luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng/ tự đốt nóng nhằm phát triển cảm biến khí trên đế dẻo

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:163

Thêm vào BST

Báo xấu

17
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án Tiến sĩ Hóa học "Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng/ tự đốt nóng nhằm phát triển cảm biến khí trên đế dẻo" trình bày các nội dung chính sau: Nghiên cứu, chế tạo vật liệu có cấu trúc thanh nano và dây nano của ô xít ZnO bằng phương pháp thủy nhiệt có khả năng phát hiện được khí NO2 ở nhiệt độ phòng nhằm ứng dụng phát triển cảm biến khí trên đế dẻo; Nghiên cứu và đưa ra quy trình chế tạo các chíp cảm biến, quy trình chế tạo vật liệu, tìm hiểu các cơ chế nhạy khí của vật liệu ở nhiệt độ phòng/ tự đốt nóng, áp dụng giải thích các đặc trưng nhạy khí của các cảm biến chế tạo được.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng/ tự đốt nóng nhằm phát triển cảm biến khí trên đế dẻo

LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan toàn bộ các nội dung của luận án này là công trình nghiên cứu của riêng tác giả dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Nguyễn Văn Duy và GS.TS. Hugo Minh Hung Nguyen. Các số liệu và kết quả trong luận án này hoàn toàn trung thực và chưa được tác giả khác công bố. Hà Nội, ngày 23 tháng 10 năm 2023 TM tập thể hướng dẫn Tác giả PGS.TS. Nguyễn Văn Duy Võ Thanh Được i
LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới tập thể giáo viên hướng dẫn bao gồm PGS.TS. Nguyễn Văn Duy và GS.TS. Hugo Minh Hung Nguyen. Hai Thầy đã đóng góp các ý kiến khoa học quý báu, đã động viên khích lệ, cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để tôi hoàn thành luận án này. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới GS.TS. Nguyễn Đức Hòa, PGS.TS. Đặng Thị Thanh Lê, PGS.TS Chử Mạnh Hưng, TS Nguyễn Văn Toán, quý Thầy Cô đã luôn nhiệt tình giúp đỡ, chia sẻ kinh nghiệm và gợi mở nhiều ý tưởng quan trọng để tôi thực hiện các nghiên cứu của luận án này. Tôi cũng xin cảm ơn các nghiên cứu sinh và học viên cao học của nhóm Cảm biến và thiết bị thông minh đã luôn đồng hành và hỗ trợ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn Trường Vật liệu; Ban Đào tạo - Đại học Bách khoa Hà Nội; Bộ môn Cơ điện tử, khoa Công nghệ thông tin, Trường Đại học Công nghệ GTVT đã tạo điều kiện cho tôi được tập trung học tập và nghiên cứu. Cuối cùng, tôi xin được gửi lời cảm ơn tới toàn thể gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã luôn luôn động viên và chia sẻ để giúp tôi hoàn thành luận án này. Tác giả Võ Thanh Được ii
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. i LỜI CẢM ƠN .................................................................................................ii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ........................................... vii DANH MỤC BẢNG BIỂU ..............................................................................ix DANH MỤC HÌNH ẢNH................................................................................. x GIỚI THIỆU CHUNG ..................................................................................... 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .......................................................................... 9 1.1. Cảm biến khí trên đế dẻo dùng vật liệu SMO cấu trúc nano ..... 9 1.1.1. Các loại đế dẻo polyme ........................................................... 10 1.1.2. Vật liệu SMO hoạt động ở nhiệt độ phòng/ tự đốt nóng dùng để chế tạo các cảm biến khí trên đế dẻo ........................................... 12 1.2. Hiện tượng hấp phụ trên bề mặt vật liệu SMO........................... 13 1.2.1. Hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học trên bề mặt chất rắn ........ 13 1.2.2. Hiện tượng uốn cong vùng năng lượng của chất bán dẫn khi hấp phụ khí ........................................................................................ 15 1.2.3. Hiện tượng hấp phụ ôxy bề mặt và cơ chế nhạy khí của vật liệu SMO ở nhiệt độ phòng ...................................................................... 18 1.3. Vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO thuần hoạt động ở nhiệt độ phòng .............................................................................. 23 1.3.1. Các cấu trúc nano một chiều ................................................... 24 1.3.2. Cấu trúc màng mỏng ............................................................... 28 1.4. Vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO biến tính bằng kim loại quý hoạt động ở nhiệt độ phòng .......................................... 30 1.4.1. Vật liệu và phương pháp ......................................................... 30 iii
1.4.2. Cơ chế nhạy khí ở nhiệt độ phòng của vật liệu SMO biến tính bằng kim loại quý ............................................................................... 32 1.5. Vật liệu nhạy khí dùng cấu trúc dị thể của vật liệu SMO hoạt động ở nhiệt độ phòng ................................................................. 34 1.5.1. Cấu trúc dây nano lõi - vỏ. ....................................................... 35 1.5.2. Cấu trúc dây nano rẽ nhánh .................................................... 36 1.5.3. Cơ chế nhạy khí ở nhiệt độ phòng của các cấu trúc dị thể ..... 37 1.6. Hiệu ứng Schottky và hiệu ứng tự đốt nóng.............................. 39 1.6.1. Hiệu ứng Schottky ................................................................... 39 1.6.2. Hiệu ứng tự đốt nóng............................................................... 42 Kết luận chương 1 ................................................................................ 46 CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM..................................................................... 47 2.1. Quy trình chế tạo chíp điện cực .................................................. 47 2.1.1. Thực nghiệm chế tạo chíp điện cực trên đế Si/SiO2 ............... 47 2.1.2. Thực nghiệm chế tạo chíp điện cực trên đế dẻo Kapton ........ 50 2.2. Thực nghiệm chế tạo vật liệu nhạy khí ....................................... 52 2.2.1. Chế tạo vật liệu thanh/ dây nano của ZnO bằng phương pháp thủy nhiệt ........................................................................................... 52 2.2.2. Chế tạo các cấu trúc dây nano rẽ nhánh giữa hai vật liệu ZnO và SnO2 theo phương pháp bốc bay nhiệt bằng hệ CVD ................. 56 2.2.3. Chế tạo vật liệu màng mỏng SnO2/Pt bằng phương pháp phún xạ DC ................................................................................................. 62 2.3. Các phương pháp phân tích hình thái và vi cấu trúc vật liệu... 63 2.4. Khảo sát tính chất điện và tính chất nhạy khí ............................ 63 2.4.1. Bộ điều khiển lưu lượng khí MFC............................................ 64 2.4.2. Buồng đo và thiết bị đo điện trở theo thời gian........................ 64 iv
2.4.3. Máy vi tính và các thiết bị ngoại vi ........................................... 65 Kết luận chương 2 ................................................................................ 65 CHƯƠNG 3. CẢM BIẾN KHÍ NO2 HOẠT ĐỘNG Ở NHIỆT ĐỘ PHÒNG/ TỰ ĐỐT NÓNG TRÊN CƠ SỞ VẬT LIỆU SnO2 và ZnO ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN CẢM BIẾN KHÍ TRÊN ĐẾ DẺO ..................................................... 66 3.1. Giới thiệu ....................................................................................... 66 3.2. Các cấu trúc nano một chiều của vật liệu ZnO nhạy khí NO2 ở nhiệt độ phòng .............................................................................. 67 3.2.1. Khảo sát hình thái của vật liệu................................................. 67 3.2.2. Khảo sát vi cấu trúc thanh nano và dây nano ZnO ................. 71 3.2.3. Khảo sát đặc trưng nhạy khí của cảm biến dùng vật liệu thanh nano và dây nano ZnO ...................................................................... 73 3.3. Các cấu trúc rẽ nhánh giữa dây nano SnO2 và dây nano SnO2 nhạy khí NO2 ở nhiệt độ phòng ................................................... 79 3.3.1. Khảo sát vi cấu trúc và hình thái của các cấu trúc rẽ nhánh giữa SnO2 và ZnO ............................................................................. 80 3.3.2. Khảo sát các đặc trưng nhạy khí NO2 ở nhiệt độ phòng của các cấu trúc rẽ nhánh dây nano giữa SnO2 và ZnO ................................ 87 Kết luận chương 3 ................................................................................ 97 CHƯƠNG 4. CẢM BIẾN KHÍ HYDRO HOẠT ĐỘNG Ở NHIỆT ĐỘ PHÒNG/ TỰ ĐỐT NÓNG DÙNG VẬT LIỆU MÀNG MỎNG SnO2/Pt CHẾ TẠO TRÊN ĐẾ DẺO KAPTON ....................................................................................... 98 4.1. Giới thiệu ........................................................................................ 98 4.2. Khảo sát hình thái và vi cấu trúc màng mỏng SnO2/Pt .............. 99 4.2.1. Hình thái bề mặt vật liệu màng mỏng SnO2/Pt ...................... 101 4.2.2. Vi cấu trúc vật liệu màng mỏng SnO2/Pt ............................... 102 4.2.3. Các thành phần nguyên tố trong màng mỏng SnO2/Pt ......... 108 v
4.3. Khảo sát hiệu ứng Schottky vật liệu màng mỏng SnO2/Pt ..... 125 4.3.1. Khảo sát đặc trưng I – V của cảm biến dùng vật liệu màng mỏng SnO2/Pt theo các chiều dày màng ......................................... 111 4.3.2. Khảo sát đặc trưng nhạy khí H2 ở nhiệt độ phòng theo chiều dày màng SnO2/Pt trên cơ sở hiệu ứng Schottky ........................... 112 4.3.3. Giải thích cơ chế nhạy khí ..................................................... 121 4.4. Khảo sát hiệu ứng tự đốt nóng vật liệu màng mỏng SnO2/Pt . 125 4.4.1. Đặc trưng I – V và ảnh nhiệt hồng ngoại của vật liệu màng mỏng SnO2/Pt .................................................................................. 125 4.4.2. Khảo sát đặc trưng nhạy khí của cảm biến SnO2/Pt với H2 trên cơ sở hiệu ứng tự đốt nóng ............................................................. 128 Kết luận chương 4 .............................................................................. 135 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ CỦA LUẬN ÁN ............................................. 136 DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ..................... 138 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 139 vi
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu, STT Tên tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt viết tắt 1 0D Zero Dimensional Không chiều 2 1D One Dimensional Một chiều 3 2D Two Dimensional Hai chiều 4 Ads Adsorption Hấp phụ 5 CNTs Carbon Nanotubes Ống nano carbon 6 CVD Chemical Vapor Deposition Lắng đọng hơi hóa học 7 DC Direct Current Dòng điện một chiều Energy-dispersive X-ray 8 EDS Phổ tán sắc năng lượng tia X Spectroscopy Field Emission Scanning Hiển vi điện tử quét phát xạ 9 FE-SEM Electron Microscope trường 10 FIB Focused Ion Beam Chùm iôn hội tụ 11 HMDS HexaMethylDiSilazane Chất bám dính HMDS 12 HMTA hexamethylenetetramine Hexamethylenetetramine High-Resolution Transmission Hiển vi điện tử truyền qua 13 HR-TEM Electron Microscopy phân giải cao 14 IoTs (Internet of Things) Internet vạn vật International Training Institute Viện Đào tạo quốc tế về 15 ITIMS for Materials Science khoa học vật liệu 16 ITO Indium Tin Oxide Oxit thiếc inđi 17 I-V Current-Voltage Dòng điện – điện áp 18 IR Infrared Hồng ngoại 19 LPG Liquefied Petroleum Gas khí dầu mỏ hóa lỏng Micro-Electro-Mechanical 20 MEMS Hệ vi cơ điện tử Systems 21 NRs Nanorods Thanh nano 22 NWs Nanowires Dây nano 23 ppb Parts per billion Một phần tỷ 24 ppm Parts per million Một phần triệu 25 PR Photoresist Chất cảm quang Điện trở của cảm biến trong 26 Ra Rair không khí Điện trở của cảm biến trong 27 Rg Rgas khí thử vii
28 Rec Recovery Hồi phục 29 Res Response Đáp ứng 30 RF Radio Frequency Tần số vô tuyến 31 RH Relative Humidity Độ ẩm tương đối 32 RFID Radio Frequency Identification Nhận dạng tần số vô tuyến 33 rGO reduced Graphene Oxide Graphen oxit khử 34 RPM Revolutions Per Minute Vòng quay/phút 35 RT Room Temperature Nhiệt độ phòng Selected Area Electron Nhiễu xạ điện tử lựa chọn 36 SAED Diffraction vùng standard cubic centimeters per 37 sccm Chuẩn khối cm3/phút minute 38 SCR Space Charge Region Vùng điện tích không gian 39 SEM Scanning Electron Microscope Kính hiển vi điện tử quét 40 SMO Semiconductor Metal Oxide Oxit kim loại bán dẫn Transition Electron Kính hiển vi điện tử truyền 41 TEM Microscope qua 42 UV Ultraviolet Tia cực tím 43 VLS Vapor-Liquid-Solid Hơi – lỏng – rắn 44 VOCs Volatile Organic Compounds Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi 45 VS Vapor -Solid Hơi – Rắn 46 XRD X-ray Diffraction Nhiễu xạ tia X X-ray Photoelectron 47 XPS Phổ quang điện tử tia X Spectroscopy viii
DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1.1. Một số tính chất vật lý của các loại đế PET, PEN và PI 11 Bảng 1.2. So sánh sự khác biệt chính giữa quá trình hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học 15 Bảng 1.3. Thống kê một số công trình nghiên cứu cảm biến khí ở nhiệt độ phòng/ tự đốt nóng dùng vật liệu SnO2 và ZnO thuần 24 Bảng 1.4. Thống kê một số công trình nghiên cứu cảm biến khí ở nhiệt độ phòng/ tự đốt nóng trên cơ sở vật liệu SnO2 và ZnO biến tính kim loại quý 30 Bảng 2.1. Hóa chất dùng cho chế tạo cảm biến bằng phương pháp thủy nhiệt 53 Bảng 2.2. Thông số chế tạo màng mỏng SnO2/Pt bằng phương pháp phún xạ 62 Bảng 3.1. Thống kê các giá trị thời gian đáp ứng và hồi phục của cảm biến thanh nano và dây nano ZnO theo nồng độ NO2 và điện áp đặt vào cảm 76 biến Bảng 4.1. Thống kê các điều kiện chế tạo màng SnO2/Pt theo tỷ lệ phún xạ Ar – O2 và điện trở tương ứng của cảm biến. 102 Bảng 4.2. Kích thước tinh thể SnO2 tính bằng công thức Scherrer theo tỷ lệ Ar – O2 105 Bảng 4.3. Kích thước tinh thể SnO2 tính bằng công thức Scherrer với tỷ lệ 107 Ar – O2 là 1:1 khảo sát theo các chiều dày màng SnO2 ix
DANH MỤC HÌNH ẢNH Trang Hình 1.1. Cấu tạo chung của một cảm biến khí hoạt động dựa trên sự thay 10 đổi độ dẫn của vật liệu SMO Hình 1.2. Hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học trên bề mặt chất rắn 14 Hình 1.3. Mô hình đơn giản minh họa sự uốn cong vùng năng lượng trong chất bán dẫn sau khi hấp phụ hóa học các ion ôxy trên các vị trí bề 17 mặt vật liệu Hình 1.4. Sơ đồ cơ chế nhạy khí của cấu trúc nano SMO loại n đáp ứng 20 khí khử. Hình 1.5. Mô hình sự hình thành rào thế biên giữa các biên trước và sau 21 khi có khí CO Hình 1.6 Minh họa ba cơ chế phụ thuộc của độ dẫn vật liệu bán dẫn vào 22 kích thước hạt Hình 1.7. Thống kê các loại vật liệu SMO dùng cho cảm biến khí 23 Hình 1.8. Ảnh SEM thanh nano ZnO trên đế thủy tinh và ảnh một thanh 26 nano ZnO được chọn và hàn dây ra ngoài Hình 1.9. Ảnh SEM thanh nano ZnO, thanh nano ZnO chụp mặt cắt ngang 27 đế thạch anh và thảm ZnO dạng thanh trên bề mặt đế Hình 1.10. Ảnh FESEM ở độ phóng đại 100k và ở độ phóng đại 300k, giản 30 đồ nhiễu xạ tia X và đặc trưng nhạy khí H2 ở nhiệt độ phòng của màng mỏng SnO2 Hình 1.11. Ảnh SEM cấu trúc dây nano ZnO biến tính các hạt Au trên bề 32 mặt Hình 1.12. Hình minh họa cơ chế nhạy điện tử và cơ chế nhạy hóa học 34 Hình 1.13. Ảnh FE-SEM và ảnh TEM cấu trúc lõi – vỏ giữa lõi dây nano 35 SnO2 và ZnO được tổng hợp bằng phương pháp bốc bay nhiệt Hình 1.14. Cấu trúc rẽ nhánh của vật liệu ZnO/SnO2 37 Hình 1.15. Mô hình cơ chế nhạy khí của tiếp xúc dị thể giữa hai bán dẫn 38 cùng loại n Hình 1.16. Mô hình minh họa cơ chế hình thành tiếp xúc Schottky giữa 40 dây nano n-SMO và hạt kim loại xúc tác Hình 1.17. Mô hình cơ chế nhạy khí của cảm biến Schottky 41 Hình 1.18. Cấu tạo của một cảm biến khí truyền thống 43 Hình 1.19. Mô hình cảm biến và nguyên lý hoạt động của cảm biến và ảnh 44 thực tế của cảm biến Hình 2.1. Mô hình chíp cảm biến khí với điện cực bằng kim loại Pt trên 47 đế Si/SiO2 cho cảm biến cấu trúc 1-D vật liệu ZnO và cho các cấu trúc rẽ nhánh x
Hình 2.2. Mô hình cảm biến được chế tạo bằng điện cực Pt trên đế SiO2/Si 49 Hình 2.3. Quy trình chế tạo cảm biến H2 sử dụng màng mỏng SnO2/Pt 51 Hình 2.4. Mô hình cảm biến dựa trên cấu trúc thanh – thanh nano ZnO và 52 cấu trúc dây – dây nano ZnO Hình 2.5. Hệ ổn định nhiệt bằng nước 53 Hình 2.6. Quy trình tổng hợp cấu trúc thanh/dây nano ZnO 54 Hình 2.7. Giản đồ chu trình nhiệt của quá trình chế tạo thanh nano ZnO 55 Hình 2.8. Giản đồ chu trình nhiệt của quá trình chế tạo thanh nano ZnO 55 Hình 2.9. Sơ đồ khối cấu tạo lò nhiệt CVD và ảnh hệ lò nhiệt CVD thực tế 57 đặt tại Viện ITIMS Hình 2.10. Giản đồ chu trình nhiệt của quá trình chế tạo dây nano SnO2 58 Hình 2.11. Giản đồ chu trình nhiệt của quá trình chế tạo dây nano ZnO 59 Hình 2.12. Quy trình các bước chế tạo cấu trúc rẽ nhanh SnO2/ZnO 60 Hình 2.13. Giản đồ chu trình nhiệt quá trình chế tạo ZnO trong cấu trúc 61 SnO2/ZnO Hình 2.14. Giản đồ chu trình nhiệt quá trình chế tạo SnO2 trong cấu trúc 61 ZnO/SnO2. Hình 2.15. Quy trình ủ nhiệt cảm biến sau khi chế tạo 63 Hình 2.16. Sơ đồ nguyên lý của hệ trộn khí bằng MFC. 64 Hình 2.17. Hệ buồng đo khí tại nhóm cảm biến khí – Viện ITIMS 64 Hình 3.1. Ảnh SEM của cảm biến thanh ZnO ở các độ phóng đại khác nhau 68 Hình 3.2. Ảnh SEM của cảm biến dây nano ZnO ở các độ phóng đại khác 69 nhau Hình 3.3. Ảnh SEM của cấu trúc thanh nano ZnO và dây nano ZnO tổng 70 hợp trong thời gian dài. Hình 3.4. Ảnh TEM vật liệu ZnO, thanh nano và dây nano ZnO. 71 Hình 3.5. Giản đồ nhiễu xạ tia X của vật liệu ZnO: thanh nano và dây nano 72 Hình 3.6. Các đặc tính I-V của thanh nano và dây nano ZnO trong không 73 khí. Hình 3.7. Đáp ứng khí của thanh nano ZnO và dây nano ZnO với các nồng 74 độ khí NO2 và điện áp khác nhau ở nhiệt độ phòng. Hình 3.8. Đáp ứng khác nhau của cảm biến với khí NO2 ở nhiệt độ phòng 75 theo điện áp Hình 3.9. Cơ chế nhạy khí của cảm biến thanh nano ZnO và dây nano ZnO 77 với khí NO2 ở nhiệt độ phòng Hình 3.10. Điện cực trước khi mọc dây, dây nano SnO2, và cấu trúc nano 80 SnO2/ZnO rẽ nhánh Hình 3.11. Giản đồ nhiễu xạ tia X và phổ EDX của cấu trúc rẽ nhánh 80 SnO2/ZnO xi
Hình 3.12. Ảnh SEM của dây SnO2 và cấu trúc rẽ nhánh SnO2/ ZnO sau 82 khi mọc trực tiếp dây ZnO lên trên dây SnO2 Hình 3.13. Ảnh TEM của nhánh ZnO mọc trên thân SnO2, ảnh HRTEM 83 của nhánh ZnO và ảnh SEAD tương ứng Hình 3.14. Giản đồ nhiễu xạ tia X và phổ EDX của vật liệu cấu trúc rẽ 84 nhánh ZnO/SnO2 Hình 3.15. Ảnh SEM của dây ZnO và cấu trúc rẽ nhánh ZnO/SnO2 sau khi 85 mọc Hình 3.16. Ảnh FE-SEM cấu trúc rẽ nhánh SnO2/SnO2 và ZnO/ZnO 86 Hình 3.17. Đặc trưng I – V của các cảm biến có cấu trúc rẽ nhánh 87 SnO2/ZnO, ZnO/SnO2, SnO2/SnO2 và ZnO/ZnO khảo sát ở nhiệt độ phòng. Hình 3.18. Mô hình tiếp xúc n-n của cấu trúc rẽ nhánh SnO2/ZnO 88 Hình 3.19. Đường đặc trưng nhạy khí tức thời với các nồng độ khí NO2 89 khác nhau ở nhiệt độ phòng của các cấu trúc rẽ nhánh dị thể SnO2/ZnO, ZnO/SnO2 và rẽ nhánh đồng thể SnO2/SnO2, ZnO/ZnO Hình 3.20. Độ đáp ứng khí NO2 ở nhiệt độ phòng của các cấu trúc rẽ nhánh 89 và thời gian đáp ứng và hồi phục của chúng Hình 3.21. Ảnh hưởng của độ ẩm đến tính chất nhạy khí NO2 của cấu trúc 91 rẽ nhánh SnO2/ZnO và tính chọn lọc của cảm biến Hình 3.22. Thử nghiệm độ lặp lại qua việc phát hiện 1 ppm NO2 trong 8 92 chu kỳ của cảm biến SnO2/ZnO sau khi chế tạo và sau 6 tháng bảo quản. Hình 3.23. Mô hình thay đổi vùng nghèo của cảm biến SnO2/ZnO trong 93 không khí và trong khí NO2. Hình 3.24. Mô hình vùng năng lượng của chuyển tiếp dị thể giữa dây nano 94 SnO2 với ZnO trước và sau khi tiếp xúc. Hình 3.25. Mô hình thay đổi bề rộng vùng nghèo của dây nano ZnO khi 96 đặt trong không khí và sau khi tiếp xúc với khí NO2 Hình 4.1. Hình thái cảm biến theo nhiệt độ ủ 100 Hình 4.2. Ảnh quang học bề mặt cảm biến SnO2/Pt và ảnh FE-SEM vật 101 liệu nhạy khí với các độ phóng đại khác nhau Hình 4.3. Giản đồ XRD của SnO2 (50 nm)/Pt theo tỉ phần Ar – O2 103 Hình 4.4. Mô hình cảm biến SnO2/Pt trên đế dẻo Kapton 106 Hình 4.5. Phổ nhiễu xạ tia X màng SnO2(15 Ar- 15 O2)/Pt theo chiều dày 107 màng Hình 4.6. Phổ quang điện tử tia X của SnO2/Pt(50-1:1) 109 Hình 4.7. Mô hình cảm biến khí H2 dùng vật liệu màng SnO2/Pt kiểu tiếp 110 xúc Schottky Hình 4.8. Đường đặc tính I – V của các cảm biến khí SnO2/Pt (1:1) theo 112 chiều dày màng SnO2 Hình 4.9. Đặc trưng nhạy khí của cảm biến SnO2/Pt (30 nm – 1:1) 113 xii
Hình 4.10. Độ đáp ứng và thời gian đáp ứng và hồi phục của cảm biến 114 SnO2/Pt (30 nm – 1:1) Hình 4.11. Đặc trưng nhạy khí của cảm biến SnO2/Pt (50 nm – 1:1) 116 Hình 4.12. Độ đáp ứng và thời gian đáp ứng và hồi phục của cảm biến 117 SnO2/Pt (50 nm – 1:1) Hình 4.13. Đặc trưng nhạy khí của cảm biến SnO2/Pt (100 nm – 1:1) 118 Hình 4.14. Độ đáp ứng và thời gian đáp ứng và hồi phục của cảm biến 119 SnO2/Pt (100 nm – 1:1) Hình 4.15. Tính chọn lọc của cảm biến SnO2/Pt ở nhiệt độ phòng tại điện 120 áp 0,7 V Hình 4.16. Mô hình cơ chế nhạy khí của cảm biến SnO2/Pt theo hiệu ứng 121 Schottky Hình 4.17. Đường đặc tính I-V của cảm biến khí SnO2/Pt ( 50 nm-2:1 ) 125 và khảo sát điện áp hoạt động của cảm biến Hình 4.18. Ảnh hồng ngoại của cảm biến SnO2/Pt được chụp trong quá 127 trình gia nhiệt Joule với các điện áp khác nhau Hình 4.19. Đáp ứng khí H2 của cảm biến SnO2/Pt theo các điện áp khác 129 nhau; độ đáp ứng tương ứng của cảm biến theo nồng độ và điện áp và thời gian đáp ứng và hồi phục của cảm biến thay đổi theo điện áp Hình 4.20. Đáp ứng của cảm biến SnO2/Pt với các loại khí khác nhau và 131 độ đáp ứng của cảm biến đối với khí NO2, CO, H2S, NH3 và H2 ở 5V Hình 4.21. Sơ đồ minh họa cơ chế nhạy khí H2 của cảm biến SnO2/Pt 132 Hình 4.22. Kiểm tra độ lặp lại của cảm biến và độ đáp ứng của cảm biến 134 khí trong các môi trường độ ẩm khác nhau xiii
GIỚI THIỆU CHUNG 1. Lý do chọn đề tài Cùng sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp, nông nghiệp, ô nhiễm môi trường đã và đang gây ra những mối quan ngại to lớn trên toàn cầu về những thiệt hại không thể khắc phục được trên trái đất. Chúng ta thừa nhận rằng, khoa học và công nghệ mang lại nhiều tiện lợi cho cuộc sống, nhưng cũng không ngừng hủy môi trường sống của con người và sinh vật. Các khí độc thải ra từ phương tiện giao thông và các nhà máy công nghiệp, nguy cơ nổ hầm mỏ than và rò rỉ khí đốt là những mối đe dọa rất lớn với mọi dạng sinh tồn [1], [2]. Nhiều loại khí độc hại, chẳng hạn như H2S, CO, NO2, NH3, H2, CH4, các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs) như toluen, axeton, etanol, metanol và benzen, được thải ra thường xuyên và hàng ngày từ các quy trình sản xuất công nghiệp và sản xuất thuốc bảo vệ thực vật trong nông nghiệp. Một số trong số chúng, chẳng hạn như H2 và CH4 lại dễ gây cháy nổ khi tiếp xúc với không khí [3], trong khi những chất khí khác, chẳng hạn như NO2 và toluen, lại có hại cho sức khỏe con người và sinh vật khi nồng độ của chúng vượt trên ngưỡng tới hạn, mặc dù ngưỡng này đôi khi chỉ ở mức vài phần triệu (ppm) [4]. Do đó, việc phát triển các cảm biến khí hoạt động có độ chính xác cao, độ nhạy cao, hoạt động ổn định, phản ứng nhanh, tính chọn lọc tốt, giới hạn phát hiện thấp, có khả năng giám sát tại chỗ trong thời gian thực là một việc rất cấp bách. Với những yêu cầu này, các loại cảm biến khí đã được phát triển, chủ yếu bao gồm cảm biến loại hoạt động theo cơ chế thay đổi điện trở, quang học, sóng siêu âm, nhiệt điện và điện hóa [5]. Trong số các loại cảm biến khí kể trên, cảm biến khí loại thay đổi điện trở là loại phổ biến nhất hiện nay. Nguyên lý hoạt động của cảm biến khí dạng này dựa trên sự thay đổi điện trở (hay độ dẫn điện) của lớp màng nhạy khí (phần nối liền các điện cực kim loại) khi hấp phụ và phản ứng với các phân tử khí cần đo. Tính chất của lớp màng nhạy khí này quyết định đến độ nhạy khí, độ chọn lọc khí và khả năng vận hành của cảm biến, do đó, vật liệu và cấu trúc của nó rất quan trọng với hiệu suất làm việc của cảm biến. Vật liệu được sử dụng trong các cảm biến khí loại thay đổi điện trở này chủ yếu ở các dạng cấu trúc nano của oxit kim loại bán dẫn (Semiconductor Metal Oxide: SMO) [6], vật liệu cacbon, các vật liệu polyme dẫn điện [7]–[9]. Trong đó, 1
các cấu trúc nano của vật liệu SMO như SnO2, ZnO, TiO2, WO3, In2O3, NiO, CuO, Fe2O3, v.v, với diện tích bề mặt riêng lớn tạo điều kiện cho sự hấp phụ và phản ứng nhanh với các phân tử khí cần đo, do đó nâng cao được hiệu suất làm việc của cảm biến [10]. Ngoài ra, các cảm biến khí dùng vật liệu SMO có nhiều ưu điểm vượt trội như: tính ổn định tốt, độ nhạy cao, quy trình chế tạo đơn giản, và chi phí thấp hơn so với các loại cảm biến khí khác. Đặc biệt, nhờ công nghệ vi cơ điện tử (MEMS) ngày càng phát triển, các cảm biến khí dựa trên vật liệu SMO được chế tạo với kích thước ngày càng nhỏ gọn, giúp cho việc tích hợp cảm biến khí dạng này vào các thiết bị di động càng trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết [11], [12]. Mặc dù cảm biến khí dùng vật liệu SMO và hoạt động theo cơ chế thay đổi điện trở có rất nhiều những ưu điểm vượt trội, song khi hoạt động chúng thường cần được làm nóng đến một nhiệt độ tương đối cao (từ 150 °C đến 400 °C) để nâng cao hiệu suất, độ đáp ứng và tính chọn lọc khí của cảm biến [13]. Việc làm nóng cảm biến đến nhiệt độ cao không chỉ làm công suất tiêu thụ của cảm biến tăng lên mà còn có thể gây ra sự thay đổi vi cấu trúc của lớp màng vật liệu nhạy khí, dẫn đến suy giảm hiệu suất hoạt động của cảm biến khi sử dụng trong thời gian dài [14], [15]. Ngoài ra, nhiệt độ hoạt động cao cũng làm hạn chế đi những ứng dụng của cảm biến trong việc phát hiện khí trong các môi trường dễ cháy nổ, hoặc trong việc chế tạo các cảm biến khí trên các loại đế dẻo có khả năng biến dạng được. Do đó, việc phát triển các loại vật liệu nhạy khí hoạt động được ở nhiệt độ phòng/ tự đốt nóng để không cần dùng đến lò nhiệt không những giúp giảm thiểu được mức tiêu thụ năng lượng, giảm kích thước của cảm biến, giảm được các nguy cơ gây cháy nổ mà còn tăng cường được độ ổn định cho các cảm biến [16]. Không những thế, với các vật liệu có khả năng hoạt động tốt ở nhiệt độ phòng/ tự đốt nóng, sẽ giúp các nhà phát triển cảm biến dễ dàng chế tạo cảm biến lên trên các loại đế dẻo, mở rộng khả năng ứng dụng của cảm biến. Trong những năm gần đây, sự phát triển của lĩnh vực cảm biến khí trên đế dẻo đang thu hút được sự quan tâm lớn của cộng đồng khoa học do những ứng dụng tiềm năng của chúng trong các sản phẩm điện tử đeo tay được, trong thẻ RFID và trong bao bì thông minh cho việc giám sát chất lượng hàng hóa/ thực phẩm dễ hư hỏng [17]. Lựa chọn loại đế dẻo và vật liệu nhạy khí tích hợp được trên đế dẻo là những 2
thách thức chính phải đối mặt khi phát triển các cảm biến khí dạng này. Ưu điểm của các loại đế dẻo là chúng rất mỏng, nhẹ, rẻ tiền, có khả năng biến dạng được, một số còn trong suốt khi ánh sáng truyền qua, nên rất phù hợp cho những ứng dụng đòi hỏi các yêu cầu này. Tuy nhiên, đa số các loại đế dẻo polyme hiện có trên thị trường, điển hình như polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyetherimide (PEI), polyphenylene sulfide (PPS), v.v, thường chỉ có thể tồn tại ổn định trong vùng nhiệt độ từ 100 oC đến 200 oC [18], số ít có polyimide (PI, hay còn gọi là Kapton) có khả năng chịu được nhiệt độ cao hơn (tối đa lên đến 410 oC) [19]. Dù vậy, nhiệt độ này vẫn thấp hơn nhiệt độ hoạt động tối ưu của một số vật liệu SMO, hoặc thấp hơn nhiệt độ cần thiết khi xử lý nhiệt cho các cấu trúc vật liệu nano sau khi chế tạo để vật liệu được ổn định. Ngoài ra, khi chế tạo các cảm biến khí trên đế dẻo, lớp vật liệu nhạy khí có thể bị nứt, đứt gãy hoặc có thể tách rời ra khỏi đế trong quá trình xử lý nhiệt, hoặc khi đế có sự biến dạng. Điều này làm hiệu suất của cảm biến giảm đi so với khi chế tạo vật liệu nhạy khí trên các loại đế cứng (silic, thủy tinh, v.v) hoặc tệ hơn là có thể làm hỏng cảm biến. Vì những lý do này, các nghiên cứu trong lĩnh vực cảm biến khí trên đế dẻo thường tập trung vào việc tối ưu hóa các cấu trúc vật liệu nhạy khí để bản thân chúng có thể hoạt động được ở nhiệt độ phòng/ tự đốt nóng, đồng thời, cảm biến có khả năng lặp lại và hoạt động ổn định khi uốn cong và/ hoặc biến dạng nhiều lần trong một giới hạn nào đó mà không bị hư hại hoặc giảm hiệu suất làm việc [20]. Qua các công trình nghiên cứu đã được báo cáo, các cấu trúc nano khác nhau của vật liệu SMO mà điển hình nhất là vật liệu ô xít thiếc (SnO2) và ô xít kẽm (ZnO) đã được chứng minh là rất phù hợp để chế tạo các vật liệu nhạy khí hoạt động ở nhiệt độ phòng/ tự đốt nóng ứng dụng được cho các cảm biến khí trên đế dẻo. Các cấu trúc này gồm: các cấu trúc nano không chiều (hạt nano, chấm lượng tử, v.v); các cấu trúc nano một chiều (dây nano, thanh nano, sợi nano, v.v); các cấu trúc màng mỏng. Ngoài ra còn có vật liệu có cấu trúc nanocomposite trong đó chỉ có một phần của vật liệu có kích thước nano, hoặc trong cấu trúc của vật liệu có các cấu trúc nano không chiều, một chiều, hai chiều xen lẫn nhau [21]. Các công trình nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới về vật liệu có khả năng nhạy khí ở nhiệt độ phòng/ tự đốt nóng dùng vật liệu SMO cấu trúc nano đã tăng nhanh chóng trong những năm gần đây. Mặc dù 3
chúng có nhiều ưu điểm và tiềm năng phát triển, nhưng hiện tại, các nghiên cứu về hệ vật liệu này vẫn còn một số thách thức cần được giải quyết, như: độ nhạy khí còn thấp; thời gian đáp ứng/ hồi phục còn khá dài; khả năng phục hồi về giá trị điện trở nền ban đầu còn kém; và độ chọn lọc khí kém khi cảm biến hoạt động ở nhiệt độ phòng/ tự đốt nóng [22]. Ở Việt Nam, nghiên cứu về lĩnh vực cảm biến khí nói chung đã bắt đầu từ những năm 2000 và phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây [23]. Một số nhóm nghiên cứu về cảm biến khí điển hình ở nước ta có thể kể đến như nhóm nghiên cứu tại Viện Khoa học Vật liệu (Viện Hàn Lâm Khoa học Việt Nam); nhóm Phát triển và ứng dụng cảm biến nano trường Đại học Phenikaa; nhóm nghiên cứu cảm biến tại trường Đại học Sư phạm Hà Nội; nhóm nghiên cứu cảm biến tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên, nhóm nghiên cứu tại Viện Vật lý kỹ thuật, và nhóm nghiên cứu tại Viện Đào tạo quốc tế về khoa học vật liệu (ITIMS) thuộc Đại học Bách khoa Hà Nội. Tuy nhiên, các công trình nghiên cứu về vật liệu nhạy khí ở nhiệt độ phòng/ tự đốt nóng vẫn còn hạn chế, đặc biệt, nghiên cứu về cảm biến khí chế tạo trên đế dẻo gần như chưa có bất kỳ công trình nào trong nước được công bố. Nhóm nghiên cứu cảm biến khí tại viện ITIMS đã có truyền thống trong việc phát triển các hệ vật liệu SMO cấu trúc nano ứng dụng cho cảm biến khí. Gần đây, nhóm nghiên cứu cũng đã có những công bố liên quan đến các loại vật liệu nhạy khí ở nhiệt độ thấp, nhiệt độ phòng, hoặc nhạy khí dựa trên hiệu ứng tự đốt nóng. Chẳng hạn, TS Quản Thị Minh Nguyệt đã chế tạo thành công các cấu trúc tiếp xúc giữa dây nano SnO2 và ống nano carbon (CNTs) cho khả năng nhạy với khí NO2, trong đó cảm biến được khảo sát từ 50 °C đến 200 °C cho độ đáp ứng tăng dần [24], [25]. TS Trịnh Minh Ngọc, TS Hà Minh Tân, TS Nguyễn Đức Chính đã chế tạo thành công các cảm biến khí dựa trên vật liệu cấu trúc dây nano SnO2 tự đốt nóng có khả năng nhạy khí NO2, tuy nhiên công suất tiêu thụ của cảm biến vẫn còn khá cao [26]–[29]. Từ những phân tích trên, tác giả cùng tập thể hướng dẫn, đã lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu chế tạo vật liệu nhạy khí trên cơ sở SnO2 và ZnO hoạt động ở nhiệt độ phòng/ tự đốt nóng nhằm phát triển cảm biến khí trên đế dẻo”. Theo đó, các mục tiêu, phương pháp nghiên cứu, ý nghĩa khoa học của hướng nghiên cứu, cùng các ý nghĩa thực tiễn và kết quả mới đạt được đã được trình bày trong luận án này. 4
2. Mục tiêu nghiên cứu Luận án có những mục tiêu sau: (1) Nghiên cứu, chế tạo vật liệu có cấu trúc thanh nano và dây nano của ô xít ZnO bằng phương pháp thủy nhiệt có khả năng phát hiện được khí NO2 ở nhiệt độ phòng nhằm ứng dụng phát triển cảm biến khí trên đế dẻo. (2) Nghiên cứu, chế tạo vật liệu có cấu trúc nano rẽ nhánh giữa dây nano ZnO và dây nano SnO2 bằng phương pháp bốc bay nhiệt dùng hệ CVD có khả năng phát hiện được khí NO2 ở nhiệt độ phòng, nhằm ứng dụng phát triển cảm biến khí trên đế dẻo. (3) Nghiên cứu, chế tạo vật liệu màng mỏng SnO2/Pt bằng phương pháp phún xạ DC trên đế dẻo Kapton có khả năng phát hiện khí H2 ở nhiệt độ phòng/ tự đốt nóng. (4) Nghiên cứu và đưa ra quy trình chế tạo các chíp cảm biến, quy trình chế tạo vật liệu, tìm hiểu các cơ chế nhạy khí của vật liệu ở nhiệt độ phòng/ tự đốt nóng, áp dụng giải thích các đặc trưng nhạy khí của các cảm biến chế tạo được. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Trên cơ sở các mục tiêu đề ra, đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài luận án được tập trung vào: - Các cấu trúc thanh/ dây nano của vật liệu ZnO, SnO2, và các cấu trúc rẽ nhánh của hai vật liệu trên, cấu trúc màng mỏng SnO2, kim loại Pt, Au, v.v; - Các phương pháp chế tạo điện cực trên đế Silic và trên đế dẻo Kapton, các phương pháp tổng hợp vật liệu có cấu trúc nano: phương pháp thủy nhiệt, phương pháp bốc bay nhiệt bằng hệ CVD; phương pháp phún xạ DC; - Các loại khí NO2, H2, H2S, NH3, VOCs, v.v, các tính chất hóa lý và đặc trưng của chúng; - Nghiên cứu tính chất nhạy khí của các vật liệu ở nhiệt độ phòng/ tự đốt nóng. 4. Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết và kế thừa các phương pháp thực nghiệm của các công trình nghiên cứu đã được các tác giả trong nhóm, trong nước và trên thế giới công bố trước đó, thu thập các tài liệu liên quan để làm cơ sở cho việc khảo sát thực nghiệm. 5
- Sử dụng các phương pháp thực nghiệm gồm: kỹ thuật quang khắc, phún xạ, bốc bay nhiệt bằng hệ CVD, thủy nhiệt để chế tạo cảm biến và tổng hợp vật liệu nhạy khí trên bề mặt cảm biến. - Thống kê số liệu thực nghiệm, vẽ đồ thị, phân tích, đánh giá số liệu có được từ đó đưa ra nhận định và kết luận. - Các phương pháp khảo sát hình thái vật liệu: vi cấu trúc của vật liệu được phân tích bằng hiển vi điện tử quét phát xạ trường (FE-SEM), hiển vi điện tử truyền qua có độ phân giải cao (HR-TEM), ảnh nhiệt hồng ngoại (IR), phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX), phổ nhiễu xạ tia X (XRD) và phổ quang điện tử tia X (XPS). - Các phương pháp đo khảo sát tính chất điện và đặc tính nhạy khí của cảm biến (hệ trộn khí, buồng đo, hệ đo). 5. Ý nghĩa của đề tài Ý nghĩa khoa học: Đưa ra được quy trình chế tạo vật liệu cấu trúc thanh/ dây nano ZnO bằng phương pháp thủy nhiệt và các cấu trúc rẽ nhánh giữa dây nano ZnO và SnO2 chế tạo bằng phương pháp bốc bay nhiệt bằng hệ CVD trực tiếp lên trên chíp điện cực. Đặc biệt, cấu trúc màng mỏng SnO2/Pt được chế tạo hoàn toàn trên đế dẻo Kapton bằng phương pháp phún xạ DC. Các cảm biến có thể phát hiện được NO2 và H2 ở nhiệt độ phòng/ tự đốt nóng, các đặc trưng nhạy khí của vật liệu hoàn toàn có thể ứng dụng để phát triển các cảm biến khí trên đế dẻo. Các kết quả chính của luận án được công bố trong 2 bài báo ISI uy tín và các bài báo hội nghị trong nước và hội nghị quốc tế. Ý nghĩa thực tiễn: Luận án đã đưa ra các phương pháp chế tạo cảm biến, chế tạo vật liệu nano phù hợp với điều kiện công nghệ và trang thiết bị hiện có tại Việt Nam. Các kết quả nghiên cứu từ luận án có thể là tài liệu tham khảo quan trọng cho các nhà khoa học trong và ngoài nước trong việc lựa chọn các cấu trúc vật liệu nano thích hợp để phát triển cảm biến khí trên đế dẻo. Điều này cũng góp phần mở ra các hướng nghiên cứu tiếp theo về cảm biến khí ở nhiệt độ phòng/ tự đốt nóng cho những cơ sở nghiên cứu chưa chủ động chế tạo được các loại điện cực trên đế silic. Ngoài ra, các quy trình công nghệ chế tạo cảm biến, chế tạo vật liệu và các cơ chế nhạy khí có thể sẽ là nguồn tài liệu tham khảo cho sinh viên quan tâm đến lĩnh vực này. 6
6. Tính mới của đề tài - Tối ưu hóa được quy trình thủy nhiệt và chế tạo thành công các cấu trúc thanh nano và dây nano của vật liệu ZnO mọc trực tiếp lên trên chíp điện cực. Các cảm biến có thể phát hiện được khí NO2 ở nhiệt độ phòng và có tiềm năng ứng dụng phát triển các cảm biến khí trên đế dẻo. - Tối ưu hóa được quy trình chế tạo các cấu trúc dây nano rẽ nhánh giữa hai vật liệu SnO2 và ZnO theo phương pháp bốc bay nhiệt bằng hệ CVD. Các cấu trúc gồm: SnO2/ZnO, ZnO/SnO2, SnO2/SnO2 và ZnO/ZnO. Tại nồng độ 1 ppm khí NO2 ở nhiệt độ phòng, cấu trúc SnO2/ZnO cho độ đáp ứng 390 lần và có độ chọn lọc rất cao. Các cấu trúc vật liệu chế tạo được phù hợp để phát triển cảm biến khí trên đế dẻo. - Bằng phương pháp phún xạ DC, chế tạo thành công cảm biến khí H2 hoạt động được ở nhiệt độ phòng/ tự đốt nóng dùng vật liệu màng mỏng SnO2/Pt trên đế dẻo Kapton. Khi hoạt động theo hiệu ứng tự đốt nóng, cảm biến cho độ đáp ứng 3 lần tại nồng độ 500 ppm khí H2 với công suất tiêu thụ cực thấp (89 μW). Còn khi hoạt động dựa trên hiệu ứng Schottky, độ đáp ứng của cảm biến đạt tới 991 lần ở nồng độ 2000 ppm khí H2. - Các cấu trúc vật liệu chế tạo được có khả năng hoạt động được ở nhiệt độ phòng/ tự đốt nóng, thích hợp cho mục tiêu phát triển cảm biến khí trên đế dẻo. 7. Cấu trúc của luận án Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, nội dung luận án được trình bày trong 4 chương, như sau: Chương 1: Tổng quan Trong chương này, chúng tôi trình bày: - Tổng quan về hiện tượng hấp phụ khí trên bề mặt vật liệu SMO; - Tổng quan chung về các cơ chế nhạy khí của cảm biến ở nhiệt độ phòng/ tự đốt nóng; - Tổng quan các cấu trúc nano của vật liệu SnO2 và ZnO thường được nghiên cứu chế tạo các cảm biến khí hoạt động ở nhiệt độ phòng/ tự đốt nóng nhằm ứng dụng phát triển cảm biến khí trên đế dẻo. 7