Fabrication of ZnO sensor to measure pressure, humidity and sense gases at room temperature by using rapid breakdown anodization method

Other Title(s)

صناعة مستشعر أكسيد الزنك لقياس الضغط و الرطوبة و الأبخرة في درجة حرارة الغرفة بواسطة تقنية الأنودة السريعة

Joint Authors

Khalil, Rim Sadi
Hashim, Mustafa Shakir

Source

Kuwait Journal of Science

Issue

Vol. 47, Issue 1 (31 Jan. 2020), pp.42-49, 8 p.

Publisher

Kuwait University Academic Publication Council

Publication Date

2020-01-31

Country of Publication

Kuwait

No. of Pages

8

Main Subjects

Physics

Abstract AR

تم استخدام عملية الأنودة السريعة لتصنيع مستشعر أكسيد الزنك لاستشعار الضغط و الرطوبة و الأبخرة.

حولت هذه العملية الكهروكيميائية معدن الزنك إلى أكسيد الزنك بواسطة تقنية حيود الأشعة السينية تشكلت جسيمات متناهية الصغر من أكسيد الزنك نصف كروية بأحجام تراوحت من 10 إلى 20 نانومتر، كما أظهرت صور المسح بواسطة المجهر الإلكتروني.

تم ترسيب هذه الجسيمات النانوية على ركائز الزنك باستخدام طريقة الترسيب الكهربي.

بعد عملية الترسيب تجمعت جسيمات أكسيد الزنك النانوية و تشكلت على هيئة أجسام كبيرة مستمرة.

أظهرت الصور المأخوذة عن طريق مجهر القوة الذرية النمو العمودي لجسيمات أكسيد الزنك النانوية و أكدت على وجود مسامات بين هذه الجسيمات.

و كانت معايير استشعار أكسيد الزنك للضغط (0.3417 ميجا أوم / بار) لمتوسط الحساسية و (1.01 ميجا أوم / بار) لمنطقة التباطؤ المغناطيسي.

تباينت مقاومة أكسيد الزنك بشكل تصاعدي مع الرطوبة النسبية (RH) و كان متوسط الحساسية للرطوبة 52% في حدود 20 إلى 50 و 95% في حدود 50 إلى 90).

تم تسجيل استجابة لاستشعار أبخرة الأمونيا و الإيثانول و الميثانول بتركيزات مختلفة.

كانت حساسية مستشعر أكسيد الزنك أكبر للميثانول بينما كانت الانتقائية أفضل للأمونيا.

Abstract EN

Rapid breakdown anodization (RBA) process was used to fabricate ZnO sensor to measure pressure, humidity and sense vapors.

This electrochemical process transformed Zn metal to its oxide ZnO as X ray diffraction (XRD) techniques confirmed.

RBA formed semispherical ZnO nanoparticles (ZNPs) with sizes ranged from 10 to 20 nm as Scanning electron microscope (SEM) showed.

These nanoparticles were deposited on Zn substrates by using electrophoretic deposition (EPD) method.

After deposition ZNPs aggregated and formed large continuous bodies.

Atomic force microscopy (AFM) images showed the vertical growth of ZNPs and confirmed the existence of porosity between these particles.

Sensing parameters of ZnO to pressure were: average sensitivity (0.485 MΩ/bar) and Hysteresis area (0.9 MΩ.bar).

Resistance of ZnO (RZnO) varies exponentially with relative humidity RH% and its average humidity sensitivity in the range of (20 to 50 RH%) was 52% and 95% in the range of (50 to 90 % RH).

The sensing response to Ammonia, Ethanol and Methanol vapors were recorded with different concentrations.

The sensitivity of ZnO senor is greater for Methanol but the it's selectivity was better for Ammonia.

American Psychological Association (APA)

Khalil, Rim Sadi& Hashim, Mustafa Shakir. 2020. Fabrication of ZnO sensor to measure pressure, humidity and sense gases at room temperature by using rapid breakdown anodization method. Kuwait Journal of Science،Vol. 47, no. 1, pp.42-49.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1500247

Modern Language Association (MLA)

Khalil, Rim Sadi& Hashim, Mustafa Shakir. Fabrication of ZnO sensor to measure pressure, humidity and sense gases at room temperature by using rapid breakdown anodization method. Kuwait Journal of Science Vol. 47, no. 1 (Jan. 2020), pp.42-49.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1500247

American Medical Association (AMA)

Khalil, Rim Sadi& Hashim, Mustafa Shakir. Fabrication of ZnO sensor to measure pressure, humidity and sense gases at room temperature by using rapid breakdown anodization method. Kuwait Journal of Science. 2020. Vol. 47, no. 1, pp.42-49.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1500247

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes bibliographical references : p. 47-48

Record ID

BIM-1500247