Semiconductor gas sensors

حسگرهای گاز نیمه هادی به طور فزاینده ای به عنوان آشکارساز گاز برای کاربردهایی مانند هشدار نشت گاز، کنترل فرآیند و کنترل آلودگی استفاده می شوند. محققان تلاش کرده‌اند تا با اصلاح ویژگی‌های حسگرهای گاز نیمه‌رسانا، نیاز به حساسیت و انتخاب‌پذیری بالاتر دستگاه‌ها را برآورده کنند. این امر عمدتاً با توسعه روش‌های ساخت مانند تکنیک‌های لایه نازک و ضخیم، افزودن فلزات واسطه به حسگرها و اخیراً مواد نانوساختار به دست آمده است. این کتاب با بررسی مقدماتی انواع حسگرهای مقاومتی و غیرمقاومی، مکانیسم‌های هدایت، مواد الکترود و رابط‌های الکترود-اکسید آغاز می‌شود. بخش دوم به معرفی پیشرفت‌های اخیر در حسگرهای گاز مبتنی بر کاربید سیلیکون و گرافن، حسگرهای گاز نیمه‌رسانای پهن باند، حسگرهای ترموالکتریک ریزماشین‌شده و مستقیم می‌پردازد، در حالی که بخش سوم استفاده از نانومواد، از جمله نانوساختارهای اکسید فلزی، نقاط کوانتومی، نانولوله‌های کربنی تک جداره را مورد بحث قرار می‌دهد. و سیلیکون متخلخل این نتیجه گیری کاربردهای کلیدی در پایش محیطی، شناسایی عوامل جنگ شیمیایی و نظارت بر گازهایی مانند دی اکسید کربن را بررسی می کند.

Semiconductor gas sensors are increasingly being used as gas detectors for applications such as gas-leak alarm, process control and pollution control. Researchers have attempted to meet the demand for higher sensitivity and selectivity of devices by modifying the properties of the semiconductor gas sensors. This has mainly been achieved by developing fabrication methods such as thin and thick film techniques, the addition of transition metals onto sensors and more recently, nanostructuring materials. The book begins with an introductory review of resistor and non-resistor types of sensor, conduction mechanisms, electrode materials and electrode-oxide interfaces. The second part introduces recent developments in silicon carbide and graphene-based gas sensors, wide bandgap semiconductor gas sensors, micromachined and direct thermoelectric sensors, while part three discusses the use of nanomaterials, including metal oxide nanostructures, quantum dots, single-walled carbon nanotubes and porous silicon. The conclusion surveys key applications in environmental monitoring, detecting chemical warfare agents and monitoring gases such as carbon dioxide.