Loading...
Fabrication and Characterization of Graphene Oxide-based Flexible Humidity Sensor
Abedini Kahnamuie, Zahra | 2018
837
Viewed
- Type of Document: M.Sc. Thesis
- Language: Farsi
- Document No: 50769 (04)
- University: Sharif University of Technology
- Department: Physics
- Advisor(s): Iraji Zad, Azam
- Abstract:
- In this research, room-temperature flexible humidity sensors using graphene oxide (GO) and partially reduced grapheme oxide (PRGO) are reported. Sensing layer was deposited onto Kapton substrate by spin coating method. Topography of the sensing layer was observed by Optical Microscopy, Atomic Force Microscopy (AFM) and Scanning Electron Microscopy (SEM). Partial reduction of the GO was confirmed by X-ray Diffraction (XRD) data. Humidity sensing properties of the samples that were annealed in different temperatures in the range of 125-200 were measured at room temperature. The sample which was reduced at 125 presented higher response about 106% and shorter recovery time of about 65 s. Considering the observed sensing behavior, we suggest a sensing model based on changing carrier concentration and interlayer disatnce due to interaction of water molecules and graphen leading to increase in the sample resistance
- Keywords:
- Flexibility ; Graphene Oxide ; Steam ; Annealing Heat Treatment ; Resistive Gas Sensor ; Humid Air
- محتواي کتاب
- view
- _Toc471111763
- _Toc471891218
- پیشگفتار
- _Toc488679836
- گرافن و روشهای ساخت آن
- _Toc471064078
- _Toc471105125
- _Toc471111764
- _Toc471111765
- _Toc471891219
- _Toc488679837
- 1-1) مقدمه
- _Toc471111766
- _Toc471891220
- _Toc488679838
- 1-2) خواص گرافن
- _Toc471111767
- _Toc471111768
- _Toc471891221
- _Toc471891222
- _Toc488679839
- _Toc488679840
- _Toc471111769
- _Toc471891223
- _Toc488679841
- _Toc471111770
- _Toc471111771
- _Toc471891224
- _Toc471891225
- _Toc488679842
- _Toc488679843
- 1-3) روشهای رشد گرافن
- _Toc471111772
- _Toc471111773
- _Toc471891226
- _Toc471891227
- _Toc488679844
- _Toc488679845
- _Toc471111774
- _Toc471891228
- _Toc488679846
- _Toc471111775
- _Toc471891229
- _Toc488679847
- _Toc471111776
- _Toc471891230
- _Toc488679848
- 1-4) اکسید گرافن
- _Toc471111777
- _Toc471111778
- _Toc471891231
- _Toc471891232
- _Toc488679849
- _Toc488679850
- _Toc471111779
- _Toc471891233
- _Toc488679851
- _Toc471111780
- _Toc471111781
- _Toc471891234
- _Toc471891235
- _Toc488679852
- _Toc488679853
- 1-5) خواص مناسب حسگری گاز
- _Toc471111782
- _Toc471111783
- _Toc471891236
- _Toc471891237
- _Toc488679854
- _Toc488679855
- _Toc471111784
- _Toc471891238
- _Toc488679856
- منابع
- _Toc488679857
- انواع حسگر گاز و پارامترهای مهم در حسگری
- _Toc471111786
- _Toc471891240
- _Toc488679858
- 2-1) مقدمه
- _Toc471111787
- _Toc471891241
- _Toc488679859
- 2-2) تاریخچه حسگری
- _Toc471111788
- _Toc471891242
- _Toc488679860
- 2-3) انواع حسگرهای گاز
- _Toc471111789
- _Toc471891243
- _Toc488679861
- 2-4) عناصر کلی تشکیل دهندهی یک حسگر گاز
- 2-5) مواد متداول برای ساخت لایهی حساس
- _Toc471111790
- _Toc471111791
- _Toc471111792
- _Toc471891244
- _Toc471891245
- _Toc471891246
- _Toc488679862
- _Toc488679863
- _Toc488679864
- _Toc471111793
- _Toc471891247
- _Toc488679865
- 2-6) مبدل چیست؟
- _Toc471111794
- _Toc471111795
- _Toc471891248
- _Toc471891249
- _Toc488679866
- _Toc488679867
- _Toc471111796
- _Toc471891250
- _Toc488679868
- 2-7) پارامترهاي مهم حسگر گاز
- _Toc471111797
- _Toc471891251
- _Toc488679869
- 2-8) حسگر بخار آب
- _Toc471111798
- _Toc471891252
- _Toc488679870
- 2-9) مروری بر مقالات حسگری بخار آب بر مبنای گرافن و اکسیدگرافن
- _Toc471111799
- _Toc471111800
- _Toc471891253
- _Toc471891254
- _Toc488679871
- _Toc488679872
- منابع
- _Toc471111801
- _Toc471891255
- _Toc488679873
- ساخت و مشخصهیابی حسگر بخار آب
- _Toc471111802
- _Toc471891256
- _Toc488679874
- 3-1) مقدمه
- 3-2) سنتز اکسید گرافن
- _Toc471111803
- _Toc471111804
- _Toc471891257
- _Toc471891258
- _Toc488679875
- _Toc488679876
- 3-3) انتخاب زیرلایه و آماده سازی آن
- _Toc471111805
- _Toc471111806
- _Toc471891259
- _Toc471891260
- _Toc488679877
- _Toc488679878
- _Toc471111807
- _Toc471891261
- _Toc488679879
- _Toc471111808
- _Toc471891262
- _Toc488679880
- _Toc471111809
- _Toc471891263
- _Toc488679881
- 3-4) لایه نشانی اکسیدگرافن روی سطح کپتون
- _Toc471111810
- _Toc471111811
- _Toc471891264
- _Toc471891265
- _Toc488679882
- _Toc488679883
- _Toc471111812
- _Toc471891266
- _Toc488679884
- 3-5) کاهش جزیی اکسید گرافن به روش حرارت دهی
- _Toc471111813
- _Toc471891267
- _Toc488679885
- 3-6) مشخصهیابی لایههای نشانده شده
- _Toc471111818
- _Toc471891268
- _Toc471891269
- _Toc488679886
- _Toc488679887
- _Toc471111819
- _Toc471891270
- _Toc488679888
- _Toc471111821
- _Toc471891271
- _Toc488679889
- _Toc471111822
- _Toc488679890
- _Toc471891272
- _Toc488679891
- _Toc471891273
- _Toc471111817
- _Toc471891274
- _Toc471891275
- _Toc488679892
- _Toc488679893
- 3-7) جمعبندی
- در این فصل با استفاده از محلول پیرانها که اکسنده بسیار قوی میباشد، چسبندگی خوبی بین لایه اکسید گرافن و زیرلایه کپتون که آبگریز است برقرار شد. با تغییر شرایط لایهنشانی چرخشی توانستیم به لایه نسبتاً یکنواختی دست پیدا کنیم. به منظور احیاء جزئی اکسید گرافن از روش سادهی حرارتدهی در معرض هوا استفاده شده و نمونههایی که به طور یکسان لایهنشانی شده بودند در دماهای مختلف حرارت داده شدند تا با از دست دادن گروههای عاملی به رسانایی مناسبی جهت ایجاد حسگر مقاومتی برسند. با توجه به طیف XRD گرفته شده از تعدادی از نمونهها با افزایش دمای حرارت احیاء پیک اکسیدگرافن کاهش یافته و پیک گرافن تقویت میشود، همینطور فاصله بین صفحات اکسیدگرافن نیز کمتر میشود. همچنین با بررسی طیف FTIR اکسیدگرافن قبل و بعد از حرارتدهی مشاهده شد که پس از دادن حرارت از میزان گروههای O-H و C-O و C=O اکسیدگرافن کاسته شده و درواقع مقداری از گروههای عاملی اکسیژنی خود را از دست داده است.
- _Toc471111825
- _Toc471891276
- _Toc471891277
- _Toc471892251
- _Toc488679894
- _Toc488679895
- منابع
- _Toc488679896
- حسگری و سازوکار آن
- _Toc471111826
- _Toc471891279
- _Toc488679897
- 4-1) مقدمه
- 4-2) پارامترهای حسگری
- _Toc471111827
- _Toc471111828
- _Toc471111829
- _Toc471111830
- _Toc471891280
- _Toc471891281
- _Toc471891282
- _Toc471891283
- _Toc488679898
- _Toc488679899
- _Toc488679900
- _Toc488679901
- 4-3) مدار حسگری
- _Toc471111831
- _Toc471111832
- _Toc471891284
- _Toc471891285
- _Toc488679902
- _Toc488679903
- 4-4) چیدمان حسگری بخار آب و تستهای مربوطه
- _Toc471111833
- _Toc471111834
- _Toc471891286
- _Toc471891287
- _Toc488679904
- _Toc488679905
- _Toc471111835
- _Toc471891288
- _Toc488679906
- _Toc471111836
- _Toc471891289
- _Toc488679907
- _Toc471111837
- _Toc471891290
- _Toc488679908
- _Toc471111838
- _Toc471891291
- _Toc488679909
- _Toc471111839
- _Toc471891292
- _Toc488679910
- 4-5) نتایج حسگری
- _Toc471111840
- _Toc471891293
- _Toc488679911
- _Toc488679912
- _Toc471111842
- _Toc471891294
- _Toc488679913
- _Toc471891295
- _Toc488679914
- _Toc471111843
- _Toc471891296
- _Toc488679915
- _Toc471111844
- _Toc471891297
- _Toc488679916
- _Toc471111845
- _Toc471111846
- _Toc471891298
- _Toc471891299
- _Toc488679917
- _Toc488679918
- _Toc471111847
- _Toc471891300
- _Toc488679919
- _Toc471111848
- _Toc471891301
- _Toc488679920
- 4-6) سازوکار حسگری
- _Toc471111850
- _Toc471891302
- _Toc488679921
- برای بررسی افزایش فاصله بین لایههای RGO در حضور بخار آب آزمایش XRD را ترتیب دادیم. ابتدا از نمونه طیف پراش اشعه ایکس گرفته شد و سپس به همان نمونه رطوبت داده شد. انجام آزمایش XRD در حضور رطوبت بسیار سخت بود زیرا دستگاه محفظه رطوبت نداشت، پس مقداری رطوبت به نمونه داده شد و بعد درب دستگاه را بسته و تست گرفته شد.
- در اینجا با بررسی نمودار پراش اشعه X اکسیدگرافن جزئی کاهش یافته در دمای C°150 قبل و بعد از رطوبتدهی، مشخص است که پیک اکسیدگرافن به میزان 412/0 درجه جابهجا شده، این به این معنی است که طبق رابطه براگ فاصله بین صفحات اکسیدگرافن از 24/7 آنگستروم به 50/7 آنگستروم پس از رطوبتدهی رسیده و مقدار 26/0 آنگستروم بیشتر شده است. بنابراین میتوان نتیجه گرفت که در نمونههای RGO ما سازوکار افزایش فاصله بین صفحات در حضور بخار آب و در نتیجه مشکل شدن ترابرد بارهای الکتریکی و نهایتاً افزایش مقاومت الکتریکی را شاهد هستیم.
- _Toc471891303
- _Toc471892278
- _Toc488679922
- _Toc488679923
- هنگام دادن رطوبت به نمونه پودری مقداری از پودر جدا شد که این میتواند دلیل کوتاه شدن پیکها باشد.
- _Toc488679924
- _Toc471111849
- /
- _Toc471891304
- _Toc488679925
- 4-7) جمعبندی و مقایسه
- _Toc488679926
- 4-8) پیشنهادات
- _Toc471891305
- _Toc488679927
- منابع
- _Toc471891306
- _Toc488679928