تحضير وتوصيف متحسسات السليكون الكيميائية المسامية بناءً على تأثير مطابقة الممانعة

الباحث

رشا بشار رشيد

المشرف

علوان محمد علوان - محمد سلمان محمد

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم العلوم التطبيقية / الليزر والإلكترونيات البصرية

الشهادة

دكتوراه

السنة

2023

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Porous Silicon; Chemical Sensors; Impedance Matching; Gas Sensing

يقدم هذا البحث El gif مختلفة من نماذج التراكيب النانوية السليكونية ذات احادية الطوبوغرافيه مثل تراكيب مشابه للفجوات، تركيب مشابه للاعمدة العمودية، تركيب مشابه للاعمدة الافقية وتركيب مشابه للجسيمات السليكونية النانوية بالإضافة الى ثنائية الطوبوغرافية Sie رقع طينيه وفجوات، أعمدة عمودية وفجوات وجسيمات نانوية وفجوات بالإضافة الى طبقة التراكيب النانوية ثنائيه الجوانب. كل هذه يتم توظيفها لوحدها ومع وجود جسيمات الذهب النانوية (تراكيب هجينية ذهب/سليكون) لبناء مستشعرات كهربائية فعاله جداً للكشف عن المبيدات الحشرية المختلفة، بالاعتماد على تغير شدة شعاع الليزر ضمن المدى (30-500) W/cm? . ان المستشفعرات ذات التركيب Si/ Al) - ، 2 / 0مهم 51 (Al/ و (Al / Si nano / nc - 51 / Si nanocrystallites / Al) والتكوينات الهجينة ل (Al AuNPs / Si nano / nc - Si / Al) / تم فحصها Cue sill من المبيدات الحشري (كلوربيريفوس وديفنوكنزول) وأظهرت استجابة خطية عند التراكيز العالية والمنخفضة جداً ضمن دائرة RLC بحالة توافق الممائعه. اظهرت المستشعرات المصنعة خاصة للتكوينات الهجينة مثل التراكيب الفجوات والطبقة المزدوجة الجوانب استقرارية أداء عالية جدا خلال 40 Lag: بمعدلات انخفاض مقداره (1.1*1073) (1.25*1073) لكل يوم بالتعاقب. ان حساسية المستشعر بدون ذهب كان 775 ، 69/ ، 782 و 773 ، (تركيب مشابه للفجوات) (ST) (تركيب مشابه للرقع طينيه وفجوات) (52)، (تركيب مشابة للاعمدة العمودية والفجوات) (53) و طبقة التراكيب الانانوية ثنائية الجوانب )$4( بالتعاقب. ان حد الكشف LOD كان ppm 0.075 © 0.064 0.056 و 0.06 (تركيب مشابه للفجوات) (SL) (تركيب مشابه للرقع طينيه وفجوات) (92)، (تركيب مشابة للاعمدة العمودية والفجوات) )$3( و طبقة التراكيب النانوية ثنائية الجصوانب (S4) بالتعتاقب ، ان إضافة الذهب اظهر تحسن مملموس في أداء المتحسس في زيادة حساسية وانخفاض as الكشف LOD ومقدار التحسس يعتمد على طوبوغرافية الذهب وحجم الجسيمات النانوية له. ان التراكيب الهجينه من نوع الفجوات وثنائية الجوانب أظهرت اعلى أداء للمتحسسات حيث كانت التحسسية 098؟ و 96.7/؟ لكل من الفجوات وثنائية الجوانب على التعاقب؛، اما حد الكشف LOD كان ppms 0.042 ppm 0.008 لكل من متحسس هجين فجوات ومتحسس هجين تنائي الجوانب. ان المتحسسات السعوية بدون ومع الذهب ضمن التراكيب الهجينية في دائرة RLC وبتوافق الممانعه يمكن استخدامها للكشف عن المبيدات الحشرية المختلفة ضمن مجال الصحة والزراعة وبكلفة قليلة جداً وكفاءه عالية

Fabrication and characterization of porous This work, presents various types of Si nanocrystallites samples with different morphologies of single morphology named pore, VA-Si nanopillars, HA-Si nanopillars, SiQDs and double folded morphologies (mud and pore), double folded (pore and VA-Si nanopillars), double folded (SiQDs and pores), and double sided were manufactured as an efficient bare and hybrid configuration an electrical sensor device. Laser- induced etching at different power densities ranging from 30 mW/cm2 to 500 mW/cm2 was employed to synthesis bare single and double folded Si nanocrystallites morphologies while double- sided parallel Si nanocrystallites layers were synthesized via double beam laser assisted etching pathway. The performance of fabricated nanocrystallites sensors of Al/Si nano/n c-Si/Al and Al/ Si nano/n c-Si/ Si nanocrystallites /Al and hybrid configurations of Al/AuNPs/Si nano/n c-Si/Al were investigated with various different types of pesticide and solvents and it displays linear responses behavior in the tested concentrations. An easy run, cost-effective and non- poisonous process was adopted to investigate the fabricated sensors using RLC circuit with impedance matching circuit. The fabricated sensors especially of hybrid configurations of pores like structures and double sided layer were realized much stable up to 40 days with minimum dropping rates of about 1.1*10-3 per day and 1.25*10-3 per day in ambient atmosphere respectively. The created sensors based on bare silicon nanocrystallites samples with pore, and structures show excellent features for sensing the pesticide, and it have been presented via using Chlorpyrifos and Difenoconazole pesticide as an analyte molecules. The sensitivity of the sensors of bare Si nanocrystallites substrates are 75%, 69%, 82% and 73%, pores (S1), double folded mud and pores (S2), double folded pores and vertical pillars(S3) and double sided (S4) structures respectively, and limit of detection (LOD) of about 0.075, 0.064, 0.05 and 0.06 ppm for pores, double folded mud and pores, double folded pores and vertical pillars, and double sided respectively, and it present that ultra-low concentration of these pesticides can be effectively sensed at room temperature. The incorporating of AuNPs on the Si nanocrystallites layer have significant effect in improving the sensitivity and decreasing LOD, this behavior is related with morphology of AuNPs and it sizes. Efficient improving can be achieved with low dimension AuNPs and partial covering the Si nanocrystallites layer. Fabricated Si nanocrystallites hybrid configuration sensors with gold nanoparticles based with pore, and double side structures show excellent features for sensing the pesticide. The sensitivity of the hybrid configuration substrates is 98% and 96.7% for the pore and double sided hybrid configuration sensors, and LOD of about 0.042 ppm and 0.008 ppm for pore- like structure and double sides like structures, and it present that ultra- low concentration of these pesticides can be effectively sensed from solvents. The sensing mechanisms of impedance matching circuit with capacitive sensor (bare and hybrid configurations) and un external coil can be employed as much preferred candidate for cheap pathway detection in addition for the efficient detection of various types of pesticide in health and agriculture applications.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب