Zinc Ferrite Films Doped with Lanthanides for Gas Sensor Application

Abstract

Bu çalışmada çinko ferrit (Zn_xFe_3-xO₄) filmleri dysprosium (Dy) ve erbium (Er) gibi lanthanidler ile katkılanmıştır. Bu işlem için çok ucuz ve kolay bir yöntem olan Kimyasal Püskürtme Tekniği (CSP)  uygun görülüp kullanılmıştır. Lantanidler periyodik tablonun 5d bloğunda bulunur. Gaz sensörleri, kullanım amaçlarına bağlı olarak çeşitli malzemelerden yapılabilir. Bununla birlikte, güvenilir bir gaz sensörü için genel şartlar yüksek hassasiyet, hızlı tepki ve iyi seçiciliktir olduğu bilinmelidir. 200 ° C sıcaklıkta çalışan Dy ve Er katkılı Zn_xFe_3-xO₄ ince filmlerin100 ppm, 500 ppm ve 1000 ppm yoğunluğunda H₂ gazına tepkisi düşük olup ve ayrıca 1800 s'de H₂ gazına tepki hızı nispeten yavaştır. Elde edilen filmlerin X-Ray Difraksiyonu (XRD) ölçümleri 10 ila 70 derece arasında alındı. Atomik Kuvvet Mikroskopu (AFM) ölçümleri sonucunda yüzey morfolojisi hakkında bilgi elde edildi. Optik özellikler Double-Diffracted UV-VIS fotoelektron spektroskopisi ile ölçüldü. Gaz sensörünün cevabı için I-V (Van der Pauw) tekniği kullanılmıştır.

Keywords

• Zinc Ferrite,Chemical Spray Pyrolysis Technique (CSP)

References

1. [1] M. Mishra, DM. Chun (2015) α-Fe2 O3 as a photocatalytic material: A review. Applied Catalysis A: General 498: 126-141.
2. [2] L.H. Huo, Q. Li, H. Zhao, L.J. Yu, S. Gao, J.G. ZhaoSol–gel route to pseudocubic shaped a-Fe2O3 alcohol sensor: preparation and characterizationSens. Actuators, B, 107 (2005), pp. 915-920
3. [3] O.K. Tan, W. Cao, W. Zhu, J.W. Chai, J.S. PanEthanol sensors based on nano-sized a-Fe2O3 with SnO2, ZrO2, TiO2 solid solutionsSens. Actuators, B, 93 (2003), pp. 396-401
4. [4] S. Saritas, M. Kundakci, , Coban, O., Tuzemen, S., & Yildirim, M. (2018). Ni: Fe2O3, Mg: Fe2O3 and Fe2O3 thin films gas sensor application. Physica B: Condensed Matter, 541, 14-18.[5] M. Barroso, CA. Mesa, SR. Pendlebury, AJ. Cowan, Hisatomi T, (2012) Dynamics of photogenerated holes in surface modified α-Fe2 O3 photoanodes for solar water splitting. PNAS 109: 15640-15645. [6] M. Ni, MKH. Leung, DYC. Leung, K. Sumathy (2007) A review and recent developments in photocatalytic water-splitting using TiO2 for hydrogen production. Renew Sustain Energy Rev 11: 401-425. [7] K. Maeda, K. Domen (2007) New Non-Oxide Photocatalysts Designed for Overall Water Splitting under Visible Light. J Phys Chem C 111: 7851-7861.