طراحی و شبیه سازی حسگرهای گرافنی جهت تشخیص گازهای سمی

Abstract

حسگرهای گازی به طور کلی وظیفه جذب و تشخیص مولکول‌های گازی روی یک ماده حساس می‌باشد که در این مقاله حسگرهای گازی بر پایه گرافن با استفاده از روش‌های نانونوار گرافنی نوع زیگزاگ و نوع آرمچیر بدون اعمال گاز و با اعمال گاز در نرم‌افزار ATK شبیه‌سازی و مورد تحلیل قرار خواهد گرفت. با توجه به داشتن منحنی مشخصه الکترونیکی حسگرهای گازی از جمله منحنی ولتاژ-جریان و نمودار باند عبور می‌توان مولکول‌های سمی موجود بر روی حسگر گرافنی را تشخیص داد. مولکول سمی انتخابی در این مقاله، گوگرد دی اکسید است که یکی از گازهای سمی شناخته شده و به صورت یک ترکیب شیمیایی به شکل گاز در دمای اتاق با فرمول شیمیایی است. در این روش ابتدا گرافن به روش شیمیایی هم نهاده شده و نوارهای گرافن روی الکترودهای شانه‌ای پوشش داده شده که با استفاده از عوامل شیمیایی که در این مقااله آلومینیم می‌باشد احیا می‌شود. با تزریق ناخالصی‌هایی از جمله کروم و گاز بر روی نوارهای گرافن در نانونوار گرافنی نوع زیگزاگ و و نوع آرمچیر و با بررسی نتایج شبیه‌سازی‌های انجام شده می‌توان حساسیت بالای نانونوار گرافنی نوع آرمچیر را نسبت به نوع زیگزاگ جهت تشخیص گاز مذکور مشاهده کرد.