محققان دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات تهران لایه‌ی اکسیدی نانوساختاری را تولید کرده‌اند که می‌توان از آن در تولید حسگرهای گازی بهره برد.
ساخت لایه‌ی اکسیدی نانوساختار برای حسگر گاز در دانشگاه آزاد
آشکارسازی گازها کاربردهای گسترده‌ای در صنایع و زمینه‌های مختلف پیدا کرده است. از کاربردهای حسگرهای گازی می‌توان به آشکارسازی نشتی گاز، کنترل‌گرهای سوخت در خودروها و هواپیماها، تجهیزات هشداردهنده‌ی وجود گازهای خطرناک در محیط و آشکار سای ترکیبات آلی فرار اشاره کرد. حسگرهای گازی نیمه‌هادی به‌نوعی از اکسیدهای فلزی نظیر دی‌اکسید تیتانیوم، اکسید تنگستن و اکسید نیکل به‌عنوان آشکارساز گاز استفاده می‌کنند. عملکرد این حسگرها بر پایه‌ی کاهش مقاومت یک لایه‌ی اکسید- فلز در حضور یک گاز قابل اشتعال بنا شده است. امروزه تلاش‌های اصلی بر روی بهینه‌سازی پارامترهای حساسیت، گزینندگی، پایداری و زمان پاسخ این حسگرها متمرکز شده است.
محمدتقی حسین نژاد با ارائه‌ی توضیحات اولیه، اهداف طرح این چنین را تبیین نمود: «اکسید روی یکی از معروف‌ترین مواد اکسیدی رسانای شفاف محسوب می‌شود که امروزه کاربردهای فراوانی در صنعت پیدا کرده است. کاربرد در سلول‌های خورشیدی، LED ها، فتودیودها و حسگرهای گازی ازجمله‌ی مهم‌ترین کاربردهای این ماده‌ی نیمه‌رسانا محسوب می‌شود. هدف از انجام این کار تحقیقاتی، رشد لایه‌ی نازک اکسید روی و بررسی میزان حساسیت این لایه‌ها به گاز اتانول بوده است.»
به گفته‌ی این محقق، میزان حساسیت این حسگر نسبت به گاز اتانول در مقایسه با موارد مشابه بهینه‌سازی شده است.
در طرح حاضر لایه‌های نازک اکسید روی با استفاده از روش کندوپاش مغناطیسی پلاسما با ضخامت ۲۰۰ نانومتر رشد یافته‌اند. سپس این لایه‌ها در دمای ۴۵۰ درجه‌ی سانتی‌گراد و در زمان‌های متفاوت تحت اکسیداسیون حرارتی قرار گرفته‌اند. پس از پایان فرایند تولید، خواص ساختاری و مورفولوژی سطحی این نمونه‌های مورد بررسی قرار گرفته و در انتها میزان حساسیت گازی این لایه‌های نازک به گاز اتانول ارزیابی شده است.
نتایج نشان داده‌اند که افزایش زمان اکسیداسیون منجر به بهبود خواص ساختاری نمونه‌ها شده است. از سوی دیگر افزایش زمان اکسیداسیون، رشد بیشتر اندازه‌ی دانه‌ها و کاهش مقاومت الکتریکی نمونه‌ها را در پی داشته است. اندازه‌ی دانه‌های لایه‌ی رشد داده شده بین ۱۰ تا ۸۰ نانومتر بوده است. بررسی خواص حسگری لایه‌ها نیز نشان می‌دهد که با افزایش دمای کاری حسگر، میزان حساسیت نمونه‌ها نیز افزایش می‌یابد.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های پروفسور محمود قرآن نویس، دکتر محمدرضا حنطه زاده، دکتر الهام دارابی- اعضای هیأت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات تهران- و محمدتقی حسین نژاد و مرضیه شیرازی- دانشجویان مقطع دکترای این دانشگاه- است. نتایج این کار در مجله‌ی Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials (جلد ۲۶، شماره‌ی ۲، سال ۲۰۱۶، صفحات ۱ تا ۸) به چاپ رسیده است.
