প্রধান সলিড-স্টেট গ্যাস সেন্সর হিসাবে, ন্যানো মেটাল অক্সাইড সেমিকন্ডাক্টর গ্যাস সেন্সরগুলি তাদের উচ্চ সংবেদনশীলতা, কম উত্পাদন ব্যয় এবং সাধারণ সংকেত পরিমাপের জন্য শিল্প উত্পাদন, পরিবেশ পর্যবেক্ষণ, স্বাস্থ্যসেবা এবং অন্যান্য ক্ষেত্রগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। বর্তমানে, ন্যানো ধাতব অক্সাইড সেন্সিং উপকরণগুলির গ্যাস সেন্সিং বৈশিষ্ট্যগুলির উন্নতির বিষয়ে গবেষণা মূলত ন্যানোস্কেল ধাতব অক্সাইডগুলির বিকাশের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে, যেমন ন্যানোস্ট্রাকচার এবং ডোপিং পরিবর্তন।

ন্যানো মেটাল অক্সাইড সেমিকন্ডাক্টর সেন্সিং উপকরণগুলি মূলত এসএনও 2, জেডএনও, ফে 2 ও 3, ভিও 2, আইএন 2 ও 3, ডাব্লুও 3, টিও 2 ইত্যাদি সেন্সর উপাদানগুলি এখনও সর্বাধিক ব্যবহৃত প্রতিরোধী গ্যাস সেন্সর, নন-রেজিস্টিভ গ্যাস সেন্সরগুলি আরও দ্রুত বিকাশ করা হচ্ছে।

বর্তমানে মূল গবেষণার দিকটি হ'ল ন্যানোটুবস, ন্যানোরোড অ্যারে, ন্যানোপরাস মেমব্রেনস ইত্যাদির মতো বৃহত নির্দিষ্ট পৃষ্ঠতল অঞ্চল সহ কাঠামোগত ন্যানোম্যাটরিয়ালগুলি প্রস্তুত করা, গ্যাসের শোষণ ক্ষমতা এবং গ্যাসের বিস্তারের হার বাড়ানোর জন্য এবং এইভাবে উপকরণগুলির গ্যাসের প্রতিক্রিয়ার সংবেদনশীলতা এবং গতি উন্নত করে। ধাতব অক্সাইডের প্রাথমিক ডোপিং, বা ন্যানোকম্পোসাইট সিস্টেমের নির্মাণ, প্রবর্তিত ডোপান্ট বা যৌগিক উপাদানগুলি অনুঘটক ভূমিকা নিতে পারে এবং ন্যানোস্ট্রাকচার তৈরির জন্য সহায়ক ক্যারিয়ারও হতে পারে, যার ফলে সেন্সিং উপকরণগুলির সামগ্রিক গ্যাস সংবেদনের পারফরম্যান্সকে উন্নত করে।

1। গ্যাস সেন্সিং উপকরণগুলি ন্যানো টিন অক্সাইড ব্যবহৃত হয় (এসএনও 2)

টিন অক্সাইড (স্নো 2) এক ধরণের সাধারণ সংবেদনশীল গ্যাস সংবেদনশীল উপাদান। এটি ইথানল, এইচ 2 এস এবং সিও এর মতো গ্যাসগুলির প্রতি ভাল সংবেদনশীলতা রয়েছে। এর গ্যাস সংবেদনশীলতা কণার আকার এবং নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রের উপর নির্ভর করে। এসএনও 2 ন্যানোপাউডারের আকার নিয়ন্ত্রণ করা গ্যাস সংবেদনশীলতা উন্নয়নের মূল চাবিকাঠি।

মেসোপারাস এবং ম্যাক্রোপরাস ন্যানো টিন অক্সাইড পাউডারগুলির উপর ভিত্তি করে গবেষকরা ঘন-ফিল্ম সেন্সর প্রস্তুত করেছেন যা সিও জারণের জন্য উচ্চতর অনুঘটক কার্যকলাপ রয়েছে, যার অর্থ উচ্চতর গ্যাস সেন্সিং ক্রিয়াকলাপ। তদতিরিক্ত, ন্যানোপরাস কাঠামো তার বৃহত এসএসএ, সমৃদ্ধ গ্যাসের বিস্তার এবং ভর স্থানান্তর চ্যানেলগুলির কারণে গ্যাস সেন্সিং উপকরণগুলির নকশায় একটি হট স্পট হয়ে উঠেছে।

2। গ্যাস সেন্সিং উপকরণগুলি ন্যানো আয়রন অক্সাইড ব্যবহৃত হয় (Fe2O3)

আয়রন অক্সাইড (Fe2O3)দুটি স্ফটিক ফর্ম রয়েছে: আলফা এবং গামা, উভয়ই গ্যাস সংবেদনের উপকরণ হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে তবে তাদের গ্যাস সংবেদনের বৈশিষ্ট্যগুলিতে বড় পার্থক্য রয়েছে। α-FE2O3 করুন্ডাম কাঠামোর অন্তর্গত, যার শারীরিক বৈশিষ্ট্যগুলি স্থিতিশীল। এর গ্যাস সেন্সিং প্রক্রিয়াটি পৃষ্ঠতল নিয়ন্ত্রিত এবং এর সংবেদনশীলতা কম। γ-FE2O3 স্পিনেল কাঠামোর অন্তর্গত এবং এটি মেটাস্টেবল। এর গ্যাস সেন্সিং প্রক্রিয়াটি মূলত দেহ প্রতিরোধের নিয়ন্ত্রণ। এটিতে ভাল সংবেদনশীলতা রয়েছে তবে দুর্বল স্থিতিশীলতা রয়েছে এবং এটি α-FE2O3 এ পরিবর্তন করা এবং গ্যাস সংবেদনশীলতা হ্রাস করা সহজ।

The current research focuses on optimizing the synthesis conditions to control the morphology of Fe2O3 nanoparticles, and then screening for suitable gas-sensitive materials, such as α-Fe2O3 nanobeams, porous α-Fe2O3 nanorods, monodisperse α-Fe2O3 nanostructures, mesopores α-Fe2O3 nanomaterials, etc.

3। গ্যাস সেন্সিং উপকরণগুলি ন্যানো জিংক অক্সাইড (জেডএনও) ব্যবহৃত হয়
জিংক অক্সাইড (জেডএনও)একটি সাধারণ পৃষ্ঠ-নিয়ন্ত্রিত গ্যাস-সংবেদনশীল উপাদান। জেডএনও-ভিত্তিক গ্যাস সেন্সরটিতে একটি উচ্চ অপারেটিং তাপমাত্রা এবং দুর্বল নির্বাচনীতা রয়েছে, এটি SNO2 এবং FE2O3 ন্যানোপোডারগুলির চেয়ে কম ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। অতএব, জেডএনও ন্যানোম্যাটরিয়ালগুলির নতুন কাঠামোর প্রস্তুতি, অপারেটিং তাপমাত্রা হ্রাস করতে এবং নির্বাচনের উন্নতি করতে ন্যানো-জেডএনওর ডোপিং পরিবর্তন হ'ল ন্যানো জেডএনও গ্যাস সংবেদনের উপকরণগুলির উপর গবেষণার কেন্দ্রবিন্দু।

বর্তমানে, একক স্ফটিক ন্যানো-জেডএনও গ্যাস সেন্সিং উপাদানগুলির বিকাশ হ'ল একটি সীমান্ত দিক, যেমন জেডএনও একক স্ফটিক ন্যানোরোড গ্যাস সেন্সর।

4। গ্যাস সেন্সিং উপকরণগুলি ন্যানো ইন্ডিয়াম অক্সাইড ব্যবহৃত হয় (IN2O3)
ইন্ডিয়াম অক্সাইড (IN2O3)একটি উদীয়মান এন-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর গ্যাস সেন্সিং উপাদান। এসএনও 2, জেডএনও, ফে 2 ও 3 ইত্যাদির সাথে তুলনা করে এটির বিস্তৃত ব্যান্ড ফাঁক, ছোট প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং উচ্চ অনুঘটক ক্রিয়াকলাপ এবং সিও এবং এনও 2 এর উচ্চ সংবেদনশীলতা রয়েছে। ন্যানো আইএন 2 ও 3 দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা ছিদ্রযুক্ত ন্যানোম্যাটরিয়ালগুলি সাম্প্রতিক গবেষণা হটস্পটগুলির মধ্যে একটি। গবেষকরা সংশ্লেষিত মেসোপারাস সিলিকা টেম্পলেট প্রতিরূপের মাধ্যমে মেসোপরাস ইন 2 ও 3 উপকরণগুলি অর্ডার করেছেন। প্রাপ্ত উপকরণগুলির 450-650 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডের পরিসীমাতে ভাল স্থিতিশীলতা রয়েছে, সুতরাং এগুলি উচ্চতর অপারেটিং তাপমাত্রা সহ গ্যাস সেন্সরগুলির জন্য উপযুক্ত। এগুলি মিথেনের প্রতি সংবেদনশীল এবং ঘনত্ব-সম্পর্কিত বিস্ফোরণ পর্যবেক্ষণের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।

5। গ্যাস সেন্সিং উপকরণগুলি ন্যানো টুংস্টেন অক্সাইড ব্যবহৃত হয় (ডাব্লুও 3)
WO3 ন্যানো পার্টিকেলসএকটি ট্রানজিশন মেটাল যৌগিক অর্ধপরিবাহী উপাদান যা এর ভাল গ্যাস সংবেদনশীল সম্পত্তির জন্য ব্যাপকভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে এবং প্রয়োগ করা হয়েছে। ন্যানো ডাব্লুও 3 এর স্থিতিশীল কাঠামো রয়েছে যেমন ট্রাইক্লিনিক, মনোক্লিনিক এবং অর্থোরহম্বিক। গবেষকরা মেসোপারাস এসআইও 2 কে টেমপ্লেট হিসাবে ব্যবহার করে ন্যানো-কাস্টিং পদ্ধতি দ্বারা ডাব্লুও 3 ন্যানো পার্টিকেল প্রস্তুত করেছিলেন। এটি পাওয়া গেছে যে 5 এনএম আকারের গড় আকারের একরঙা ডাব্লুও 3 ন্যানো পার্টিকেলগুলিতে আরও ভাল গ্যাস সেন্সিং পারফরম্যান্স রয়েছে এবং NO2 এর NO2 এর কম ঘনত্বের ইলেক্ট্রোফোরেটিক জমা দিয়ে প্রাপ্ত সেন্সর জোড়গুলির উচ্চ প্রতিক্রিয়া রয়েছে।

আয়ন এক্সচেঞ্জ-হাইড্রোথার্মাল পদ্ধতি দ্বারা ষড়ভুজ পর্যায়ের WO3 ন্যানোক্লাস্টারগুলির একজাতীয় বিতরণ সংশ্লেষিত হয়েছিল। গ্যাস সংবেদনশীলতা পরীক্ষার ফলাফলগুলি দেখায় যে ডাব্লুও 3 ন্যানোক্লাস্টারযুক্ত গ্যাস সেন্সরটিতে অপারেটিং তাপমাত্রা কম, অ্যাসিটোন এবং ট্রাইমেথাইলাইমাইন এবং আদর্শ প্রতিক্রিয়া পুনরুদ্ধারের সময়টির প্রতি উচ্চ সংবেদনশীলতা রয়েছে, যা উপাদানের একটি ভাল প্রয়োগের সম্ভাবনা প্রকাশ করে।

।
টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড (টিআইও 2)গ্যাস সেন্সিং উপকরণগুলির ভাল তাপীয় স্থিতিশীলতা এবং সাধারণ প্রস্তুতি প্রক্রিয়াটির সুবিধা রয়েছে এবং ধীরে ধীরে গবেষকদের জন্য আরও একটি গরম উপাদান হয়ে উঠেছে। বর্তমানে, ন্যানো-টিআইও 2 গ্যাস সেন্সর সম্পর্কিত গবেষণাটি উদীয়মান ন্যানো টেকনোলজি ব্যবহার করে টিআইও 2 সেন্সিং উপকরণগুলির ন্যানোস্ট্রাকচার এবং কার্যকরীকরণের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে। উদাহরণস্বরূপ, গবেষকরা কোক্সিয়াল ইলেক্ট্রোস্পিনিং প্রযুক্তি দ্বারা মাইক্রো-ন্যানো-স্কেল ফাঁকা টিআইও 2 ফাইবার তৈরি করেছেন। প্রিমিক্সড স্ট্যাগ্যান্ট্যান্ট শিখা প্রযুক্তি ব্যবহার করে, ক্রস ইলেক্ট্রোডটি বারবার পূর্বসূর হিসাবে টাইটানিয়াম টেট্রাইসোপ্রপোক্সাইডের সাথে একটি প্রিমিক্সড স্ট্যাগ্যান্ট্যান্ট শিখায় স্থাপন করা হয় এবং তারপরে সরাসরি বেড়ে ওঠার জন্য তিনি টিও 2 ন্যানো পার্টিকেলগুলির সাথে ছিদ্রযুক্ত ঝিল্লি তৈরি করে, যা সিও -এর সাথে সংবেদনশীল প্রতিক্রিয়া এবং একযোগে অ্যারেটিউটিউটিউটিউটিউটিউটিউটিউটিউটিউটিউটিউটিউটিউটিউটিউটিউটিউটিউটিউটিউটিউটিউটিউটকে এআরডি 2 এ অ্যারি 22 এ প্রযোজ্য করে তোলে।

7। গ্যাস সেন্সিং উপাদানের জন্য ন্যানো অক্সাইড সংমিশ্রণ
ন্যানো ধাতব অক্সাইডস পাউডার সেন্সিং উপকরণগুলির গ্যাস সেন্সিং বৈশিষ্ট্যগুলি ডোপিং দ্বারা উন্নত করা যেতে পারে, যা কেবল উপাদানের বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা সামঞ্জস্য করে না, তবে স্থায়িত্ব এবং নির্বাচনকেও উন্নত করে। মূল্যবান ধাতব উপাদানগুলির ডোপিং একটি সাধারণ পদ্ধতি, এবং আউ এবং এজি এর মতো উপাদানগুলি প্রায়শই ন্যানো জিংক অক্সাইড পাউডার গ্যাস সংবেদনশীল কর্মক্ষমতা উন্নত করতে ডোপান্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয়। ন্যানো অক্সাইড সংমিশ্রিত গ্যাস সেন্সিং উপকরণগুলির মধ্যে মূলত পিডি ডোপড এসএনও 2, পিটি-ডোপড γ-FE2O3, এবং মাল্টি-উপাদান যুক্ত ইন 2 ও 3 ফাঁকা গোলক সেন্সিং উপাদান, যা এনএইচ 3, এইচ 2 এস এবং কো। এর সাথে 2 টির মধ্যে বৈকল্পিক সনাক্তকরণ উপলব্ধি করার জন্য সংযোজন এবং সংবেদনশীল তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ করে উপলব্ধি করা যেতে পারে, ডাব্লুও 3, ডাব্লুও 3, ডাব্লুও 3, ডাব্লুও 3, ডাব্লুও 3 এর মাধ্যমে পরিবর্তন করে, ডাব্লুও 3, ডাব্লুও 3, ডাব্লুও 3, ডাব্লুও 3 এর মাধ্যমে পরিবর্তন করে, WO ডাব্লুও 3 ফিল্ম, এর ফলে NO2 এর সংবেদনশীলতা উন্নত করে।

বর্তমানে গ্রাফিন/ন্যানো-ধাতব অক্সাইড কম্পোজিটগুলি গ্যাস সেন্সর উপকরণগুলিতে হটস্পটে পরিণত হয়েছে। গ্রাফিন/এসএনও 2 ন্যানোকম্পোসাইটগুলি অ্যামোনিয়া সনাক্তকরণ এবং NO2 সেন্সিং উপকরণ হিসাবে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে।