প্রধান সলিড-স্টেট গ্যাস সেন্সর হিসাবে, ন্যানো মেটাল অক্সাইড সেমিকন্ডাক্টর গ্যাস সেন্সরগুলি তাদের উচ্চ সংবেদনশীলতা, কম উত্পাদন খরচ এবং সাধারণ সংকেত পরিমাপের জন্য শিল্প উত্পাদন, পরিবেশগত পর্যবেক্ষণ, স্বাস্থ্যসেবা এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।বর্তমানে, ন্যানো মেটাল অক্সাইড সেন্সিং উপকরণগুলির গ্যাস সেন্সিং বৈশিষ্ট্যগুলির উন্নতির উপর গবেষণা প্রধানত ন্যানোস্ট্রাকচার এবং ডোপিং পরিবর্তনের মতো ন্যানোস্কেল ধাতব অক্সাইডগুলির বিকাশের উপর ফোকাস করে।

ন্যানো মেটাল অক্সাইড সেমিকন্ডাক্টর সেন্সিং উপকরণগুলি হল প্রধানত SnO2, ZnO, Fe2O3,VO2, In2O3, WO3, TiO2, ইত্যাদি৷ সেন্সর উপাদানগুলি এখনও সর্বাধিক ব্যবহৃত প্রতিরোধক গ্যাস সেন্সর, অ-প্রতিরোধী গ্যাস সেন্সরগুলি আরও দ্রুত বিকাশ করা হচ্ছে৷

বর্তমানে, প্রধান গবেষণার দিকটি হ'ল ন্যানোটিউব, ন্যানোরোড অ্যারে, ন্যানোপোরাস মেমব্রেন ইত্যাদির মতো বৃহৎ নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল সহ কাঠামোগত ন্যানোম্যাটেরিয়ালগুলি প্রস্তুত করা যাতে গ্যাস শোষণ ক্ষমতা এবং গ্যাসের প্রসারণের হার বাড়ানো যায় এবং এইভাবে সংবেদনশীলতা এবং প্রতিক্রিয়ার গতি উন্নত করা যায়। উপকরণ গ্যাস.ধাতব অক্সাইডের প্রাথমিক ডোপিং, বা ন্যানোকম্পোজিট সিস্টেমের নির্মাণ, প্রবর্তিত ডোপান্ট বা যৌগিক উপাদানগুলি একটি অনুঘটক ভূমিকা পালন করতে পারে এবং ন্যানোস্ট্রাকচার নির্মাণের জন্য একটি সহায়ক বাহকও হতে পারে, যার ফলে সেন্সিংয়ের সামগ্রিক গ্যাস সেন্সিং কর্মক্ষমতা উন্নত হয়। উপকরণ

1. গ্যাস সেন্সিং উপকরণ ব্যবহৃত ন্যানো টিন অক্সাইড (SnO2)

টিন অক্সাইড (SnO2) হল এক ধরনের সাধারণ সংবেদনশীল গ্যাস সংবেদনশীল উপাদান।এটির ইথানল, H2S এবং CO এর মতো গ্যাসের প্রতি ভালো সংবেদনশীলতা রয়েছে। এর গ্যাস সংবেদনশীলতা কণার আকার এবং নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলের উপর নির্ভর করে।SnO2 ন্যানোপাউডারের আকার নিয়ন্ত্রণ করা গ্যাস সংবেদনশীলতা উন্নত করার চাবিকাঠি।

মেসোপোরাস এবং ম্যাক্রোপোরাস ন্যানো টিন অক্সাইড পাউডারের উপর ভিত্তি করে, গবেষকরা মোটা-ফিল্ম সেন্সর প্রস্তুত করেছেন যেগুলিতে CO অক্সিডেশনের জন্য উচ্চতর অনুঘটক কার্যকলাপ রয়েছে, যার অর্থ উচ্চতর গ্যাস সেন্সিং কার্যকলাপ।এছাড়াও, ন্যানোপোরাস কাঠামোটি তার বৃহৎ এসএসএ, সমৃদ্ধ গ্যাস বিস্তার এবং ভর স্থানান্তর চ্যানেলের কারণে গ্যাস সেন্সিং উপকরণের নকশায় একটি হট স্পট হয়ে উঠেছে।

2. গ্যাস সেন্সিং উপকরণ ব্যবহৃত ন্যানো আয়রন অক্সাইড (Fe2O3)

আয়রন অক্সাইড (Fe2O3)দুটি স্ফটিক রূপ রয়েছে: আলফা এবং গামা, উভয়ই গ্যাস সেন্সিং উপাদান হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে, তবে তাদের গ্যাস সেন্সিং বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে বড় পার্থক্য রয়েছে।α-Fe2O3 কোরান্ডাম কাঠামোর অন্তর্গত, যার শারীরিক বৈশিষ্ট্য স্থিতিশীল।এর গ্যাস সেন্সিং মেকানিজম পৃষ্ঠ নিয়ন্ত্রিত, এবং এর সংবেদনশীলতা কম।γ-Fe2O3 স্পিনেল কাঠামোর অন্তর্গত এবং মেটাস্টেবল।এর গ্যাস সেন্সিং মেকানিজম হল প্রধানত শরীরের প্রতিরোধ ক্ষমতা নিয়ন্ত্রণ। এটির ভালো সংবেদনশীলতা কিন্তু দুর্বল স্থিতিশীলতা, এবং α-Fe2O3 এ পরিবর্তন করা এবং গ্যাস সংবেদনশীলতা কমানো সহজ।

বর্তমান গবেষণাটি Fe2O3 ন্যানো পার্টিকেলের রূপবিদ্যা নিয়ন্ত্রণ করার জন্য সংশ্লেষণের অবস্থার অনুকূলকরণের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে, এবং তারপরে উপযুক্ত গ্যাস-সংবেদনশীল উপকরণ যেমন α-Fe2O3 ন্যানোবিম, ছিদ্রযুক্ত α-Fe2O3 ন্যানোরোডস, monodisperse α-Fe2O3, me-Fe2O3 ন্যানোস্ট্রাকচার ন্যানোম্যাটেরিয়ালস, ইত্যাদি

3. গ্যাস সেন্সিং উপকরণ ব্যবহৃত ন্যানো জিঙ্ক অক্সাইড (ZnO)
জিঙ্ক অক্সাইড (ZnO)একটি সাধারণ পৃষ্ঠ-নিয়ন্ত্রিত গ্যাস-সংবেদনশীল উপাদান।ZnO-ভিত্তিক গ্যাস সেন্সরের একটি উচ্চ অপারেটিং তাপমাত্রা এবং দুর্বল নির্বাচনযোগ্যতা রয়েছে, যার ফলে এটি SnO2 এবং Fe2O3 ন্যানোপাউডারের তুলনায় অনেক কম ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।অতএব, ZnO ন্যানোম্যাটেরিয়ালের নতুন কাঠামো তৈরি করা, অপারেটিং তাপমাত্রা কমাতে ন্যানো-জেডএনও-এর ডোপিং পরিবর্তন এবং সিলেক্টিভিটি উন্নত করা ন্যানো জেডএনও গ্যাস সেন্সিং উপকরণগুলির উপর গবেষণার কেন্দ্রবিন্দু।

বর্তমানে, একক ক্রিস্টাল ন্যানো-জেডএনও গ্যাস সেন্সিং এলিমেন্টের বিকাশ হল সীমান্তের দিকগুলির মধ্যে একটি, যেমন জেডএনও একক ক্রিস্টাল ন্যানোরোড গ্যাস সেন্সর।

4. গ্যাস সেন্সিং উপকরণ ব্যবহৃত ন্যানো ইন্ডিয়াম অক্সাইড (In2O3)
ইন্ডিয়াম অক্সাইড (In2O3)একটি উদীয়মান এন-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর গ্যাস সেন্সিং উপাদান।SnO2, ZnO, Fe2O3, ইত্যাদির সাথে তুলনা করে, এটিতে বিস্তৃত ব্যান্ড গ্যাপ, ছোট প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং উচ্চ অনুঘটক কার্যকলাপ এবং CO এবং NO2 এর প্রতি উচ্চ সংবেদনশীলতা রয়েছে।ন্যানো In2O3 দ্বারা উপস্থাপিত ছিদ্রযুক্ত ন্যানোম্যাটেরিয়ালগুলি সাম্প্রতিক গবেষণার হটস্পটগুলির মধ্যে একটি।গবেষকরা মেসোপোরাস সিলিকা টেমপ্লেট প্রতিলিপির মাধ্যমে অর্ডারকৃত মেসোপোরাস In2O3 উপকরণ সংশ্লেষিত করেছেন।প্রাপ্ত উপকরণগুলির 450-650 ডিগ্রি সেলসিয়াসের মধ্যে ভাল স্থিতিশীলতা রয়েছে, তাই তারা 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 উপকরণ ব্যবহৃত ন্যানো টংস্টেন অক্সাইড (WO3)
WO3 ন্যানো পার্টিকেলএকটি রূপান্তর ধাতু যৌগিক অর্ধপরিবাহী উপাদান যা ব্যাপকভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে এবং এর ভাল গ্যাস সেন্সিং সম্পত্তির জন্য প্রয়োগ করা হয়েছে।ন্যানো WO3 এর স্থিতিশীল কাঠামো রয়েছে যেমন ট্রিক্লিনিক, মনোক্লিনিক এবং অর্থরহম্বিক।গবেষকরা টেমপ্লেট হিসাবে মেসোপোরাস SiO2 ব্যবহার করে ন্যানো-কাস্টিং পদ্ধতিতে WO3 ন্যানো পার্টিকেল প্রস্তুত করেছেন।এটি পাওয়া গেছে যে 5 এনএম গড় আকারের মনোক্লিনিক WO3 ন্যানো পার্টিকেলগুলির আরও ভাল গ্যাস সেন্সিং কার্যক্ষমতা রয়েছে এবং WO3 ন্যানো পার্টিকেলগুলির ইলেক্ট্রোফোরেটিক জমা দ্বারা প্রাপ্ত সেন্সর জোড়া NO2 এর কম ঘনত্বের একটি উচ্চ প্রতিক্রিয়া রয়েছে৷

হেক্সাগোনাল ফেজ WO3 ন্যানোক্লাস্টারের সমজাতীয় বন্টন আয়ন বিনিময়-হাইড্রোথার্মাল পদ্ধতি দ্বারা সংশ্লেষিত হয়েছিল।গ্যাস সংবেদনশীলতা পরীক্ষার ফলাফলগুলি দেখায় যে WO3 ন্যানোক্লাস্টার্ড গ্যাস সেন্সরের কম অপারেটিং তাপমাত্রা, অ্যাসিটোন এবং ট্রাইমেথাইলামাইনের প্রতি উচ্চ সংবেদনশীলতা এবং আদর্শ প্রতিক্রিয়া পুনরুদ্ধারের সময় রয়েছে, যা উপাদানটির একটি ভাল প্রয়োগের সম্ভাবনা প্রকাশ করে।

6. গ্যাস সেন্সিং উপকরণ ব্যবহৃত ন্যানো টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড (TiO2)
টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড (TiO2)গ্যাস সেন্সিং উপকরণের ভালো তাপীয় স্থিতিশীলতা এবং সহজ প্রস্তুতি প্রক্রিয়ার সুবিধা রয়েছে এবং ধীরে ধীরে গবেষকদের জন্য আরেকটি গরম উপাদান হয়ে উঠেছে।বর্তমানে, ন্যানো-টিও 2 গ্যাস সেন্সরের গবেষণাটি উদীয়মান ন্যানো প্রযুক্তি ব্যবহার করে টিও 2 সেন্সিং উপকরণগুলির ন্যানোস্ট্রাকচার এবং কার্যকরীকরণের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে।উদাহরণস্বরূপ, গবেষকরা কোঅক্সিয়াল ইলেক্ট্রোস্পিনিং প্রযুক্তির মাধ্যমে মাইক্রো-ন্যানো-স্কেল ফাঁপা TiO2 ফাইবার তৈরি করেছেন।প্রিমিক্সড স্থির শিখা প্রযুক্তি ব্যবহার করে, ক্রস ইলেক্ট্রোডকে বারবার প্রিমিক্সড স্থির শিখায় টাইটানিয়াম টেট্রাইসোপ্রোপক্সাইডের সাথে অগ্রদূত হিসাবে স্থাপন করা হয় এবং তারপরে সরাসরি TiO2 ন্যানো পার্টিকেলস সহ ছিদ্রযুক্ত ঝিল্লি তৈরি করে, যা CO-এর প্রতি সংবেদনশীল প্রতিক্রিয়া। anodization দ্বারা ন্যানোটিউব অ্যারে এবং এটি SO2 সনাক্তকরণে প্রয়োগ করে।

7. গ্যাস সেন্সিং উপাদানের জন্য ন্যানো অক্সাইড কম্পোজিট
ন্যানো মেটাল অক্সাইড পাউডার সেন্সিং উপকরণগুলির গ্যাস সেন্সিং বৈশিষ্ট্যগুলি ডোপিং দ্বারা উন্নত করা যেতে পারে, যা শুধুমাত্র উপাদানের বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা সামঞ্জস্য করে না, তবে স্থায়িত্ব এবং নির্বাচনীতাও উন্নত করে।মূল্যবান ধাতব উপাদানের ডোপিং একটি সাধারণ পদ্ধতি, এবং ন্যানো জিঙ্ক অক্সাইড পাউডারের গ্যাস সেন্সিং কর্মক্ষমতা উন্নত করতে এউ এবং এজির মতো উপাদানগুলি প্রায়ই ডোপ্যান্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয়।ন্যানো অক্সাইড যৌগিক গ্যাস সেন্সিং উপকরণগুলির মধ্যে প্রধানত Pd ডোপড SnO2, Pt-doped γ-Fe2O3 এবং বহু-উপাদান যুক্ত In2O3 ফাঁপা গোলক সেন্সিং উপাদান রয়েছে, যা NH3, H2S এবং CO-এর বৈকল্পিক সনাক্তকরণ উপলব্ধি করতে সংযোজন নিয়ন্ত্রণ এবং তাপমাত্রা সংবেদন করে উপলব্ধি করা যেতে পারে। এছাড়াও, WO3 ফিল্মের ছিদ্রযুক্ত পৃষ্ঠের কাঠামো উন্নত করার জন্য WO3 ন্যানো ফিল্মটিকে V2O5 এর একটি স্তর দিয়ে পরিবর্তন করা হয়েছে, যার ফলে NO2 এর প্রতি এর সংবেদনশীলতা উন্নত হয়েছে।

বর্তমানে, গ্রাফিন/ন্যানো-মেটাল অক্সাইড কম্পোজিটগুলি গ্যাস সেন্সর সামগ্রীতে একটি হটস্পট হয়ে উঠেছে।গ্রাফিন/SnO2 ন্যানোকম্পোজিটগুলি ব্যাপকভাবে অ্যামোনিয়া সনাক্তকরণ এবং NO2 সেন্সিং উপকরণ হিসাবে ব্যবহৃত হয়েছে।