KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi / 2021 / Cilt: 37 - Sayı: 1

Polianilin ve Polianilin/ ZnO Nanoyapılı FET Hidrojen Gazı Sensörlerinin Üretimi ve Karakterizasyonu

Fabrication and Characterization of Polyaniline and Polyaniline/Nanostructured-ZnO FET Hydrogen Gas Sensors

Mücella ÖZBAY KARAKUŞ
Hidayet ÇETİN
Sayfa
99–109
Yayın Tarihi
2022-10-18
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

PANI kanal ile üretilen sensörlerin H2 gazını algıladığı ancak PANI içerisine nanoyapılı ZnO katkılamanın algılama performansını iyileştirdiği gözlemlenmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışmada, mikron-boyutlu alan etkili transistör (FET) sensörler polianilin kanallar kullanılarak üretilmiştir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Sentezlenen her iki PANI kullanılarak gaz algılama uygulaması için mikrofabrikasyon yöntemiyle mikron boyutlu, alan etkili transistör (FET) yapıda sensörler üretilmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:PANI kanal ile üretilen sensörlerin H2 gazını algıladığı ancak PANI içerisine nanoyapılı ZnO katkılamanın algılama performansını iyileştirdiği gözlemlenmiştir.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Alan Parametreleri

Özet

Bu çalışmada, mikron-boyutlu alan etkili transistör (FET) sensörler polianilin kanallar kullanılarak üretilmiştir. Katkısız ve ZnO nanoparçacık katkılı PANI, serbest radikal kimyasal oksidatif polimerizasyon yöntemi ile sentezlenmiştir. Sentezlenen her iki PANI kullanılarak gaz algılama uygulaması için mikrofabrikasyon yöntemiyle mikron boyutlu, alan etkili transistör (FET) yapıda sensörler üretilmiştir. FET üretimi optik litografi yöntemiyle Si/SiO2 (285 nm) alttaş üzerine PANI ve PANI/nanoyapılı ZnO kanalların üretilmesiyle gerçekleştirilmiştir. Üretilen sensörlerin hidrojen (H2) gazına karşı gösterdiği elektriksel tepkiler, 25 ˚C, 50 ˚C ve 80 ˚C sıcaklıkta transistöre +20 V kapı gerilimi uygulanırken, kaynak-akaç akımı değişimleri ölçülerek belirlenmiştir. PANI kanal ile üretilen sensörlerin H2 gazını algıladığı ancak PANI içerisine nanoyapılı ZnO katkılamanın algılama performansını iyileştirdiği gözlemlenmiştir. Ayrıca PANI kanallı FET sensörün aksine PANI/nanoyapılı ZnO kompozit kanallı FET sensörlerin oda sıcaklığında oldukça iyi bir performansla çalıştığı tespit edilmiştir.

Abstract

In this study, micron-sized Field Effect Transistor (FET) based sensors were produced using Polyaniline (PANI) channels. Pristine and nanostructured-ZnO added PANI was synthesized by free radical chemical oxidative polymerization method. FET production was carried out by producing PANI and PANI/nanostructured-ZnO composite channels on Si/SiO2 (285 nm) substrate by the optical lithography method. The electrical responses of the produced sensors against hydrogen (H2) gas were determined by measuring the source-drain current at 25 ˚C, 50 ˚C and 80 ˚C while applying the +20 V gate voltage to the transistors. It has been observed that PANI channel FET sensor detects H2 gas but adding nanostructured-ZnO into PANI improves the detection performance. Besides, unlike the PANI channel FET sensor, it has been determined that PANI/nanostructured-ZnO composite channel FET sensors operate with an excellent performance at room temperature.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

KARAKUŞ, M. Ö., ÇETİN, H. (2022). Polianilin ve Polianilin/ ZnO Nanoyapılı FET Hidrojen Gazı Sensörlerinin Üretimi ve Karakterizasyonu. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, Cilt: 37 - Sayı: 1, 99–109. https://ajindex.com/articles/503214

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (16)

  1. Timmer B., Olthuis W., van den Berg A., Ammonia sensors and their applications review. Sensors and Actuators B: Chemical, 107 (2005), 666-677
  2. Mahajan S. 1985. Pollution Control in Process Industries. Tata McGrawHill Education, Noida, India
  3. Gu H., Wang Z., Hu Y., Hydrogen gas sensors based on semiconductor oxide nanostructures. Sensors, 12 (2012) 5517–5550
  4. Zhao X., Lv L., Pan B., Zhang W., Zhang S., Zhang Q., Polymer-supported nanocomposites for environmental application: a review. Chemical Engineering Journal, 170 (2011), 381–394
  5. Yoshioka Y., Jabbour G.E., Desktop inkjet printer as a tool to print conducting polymers. Synthetic metals, 156 (2006), 779–783
  6. Li X., Wang Z., Li X., Wang G., Synthesis of a super-hydrophilic conducting polyaniline/titanium oxide hybrid with a narrow pore size distribution. Applied Surface Science, 258 (2012), 4788–4793
  7. Gui D., Liu C., Chen F., Liu J., Preparation of polyaniline/graphene oxide nanocomposite for the application of supercapacitor. Applied Surface Science, 307 (2014),172–177
  8. Li Y., Lin Y., Yeh H., Wen T., Huang L., Chen Y., Wang Y., Ion-modulated electrical conduction in polyaniline-based field-effect transistors. Applied Physics Letters, 92 (2008), 093508
  9. Wang S., Kang Y., Wang L., Zhang H., Wang Y., Wang Y., Organic/inorganic hybrid sensors: a review. Sensors and Actuators B, 182 (2013), 467–481
  10. Nicolas-Debarnot D., Poncin-Epaillard F., Polyaniline as a new sensitive layer for gas sensors. Analytica chimica acta, 475 (2003), 1–15
  11. Farooqi B. A., Yar M., Ashraf A., Farooq U., and Ayub K., Graphene-polyaniline composite as superior electrochemical sensor for detection of cyano explosives. European Polymer Journal, 138 (2020) 109981
  12. Hübert T., Boon-Brett L., Black G., Banach U., Hydrogen sensors – A review. Sensors and Actuators B, 157 (2011), 329–352
  13. Al-Mashat L., Tran H.D., Wlodarski W., Kaner R.B., Kalantar-Zadeh K., Conductometric hydrogen gas sensor based on polypyrrole nanofibers. IEEE Sensors Journal, 8 (2008), 365-370
  14. Bhadra S., Khastgir D., Singha N.K., Lee J.H., Progress in preparation, processing and applications of polyaniline. Progress in Polymer Science, 34 (2009), 783–810
  15. Srivastava S., Kumar S., Singh V.N., Singh M., Vijay Y.K., Synthesis and characterization of TiO2 doped polyaniline composites for hydrogen gas sensing. International Journal of Hydrogen Energy, 36 (2011), 6343-6355
  16. MacDiarmid A.G., Synthetic metals: