Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/2195
Title: การสังเคราะห์โซลของดีบุกอัลกอกไซด์ สำหรับการประดิษฐ์หัวตรวจวัดก๊าซ : รายงานผลการวิจัย
Other Titles: Synthesis of tin alkoxide for the fabrication of gas sensors
Authors: อาภรณ์ ธีรมงคลรัศมี
มานะ ศรียุทธศักดิ์
Email: Mana.S@chula.ac.th
tarporn@chula.ac.th
Other author: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า
จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า
Subjects: ดีบุกอัลกอกไซด์
ฟิล์มบาง
หัวตรวจวัดก๊าซ
Issue Date: 2543
Publisher: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract: งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาการสังเคราะห์สารละลายโซลของดีบุกอัลกอกไซด์ เพื่อนำมาประดิษฐ์เป็นหัวตรวจวัดก๊าซชนิดฟิล์มบางของดีบุกออกไซด์โดยใช้เทคนิคโซล-เจล สารละลายโซลของดีบุกอัลกอกไซด์ได้ถูกเตรียมด้วยกระบวนการสังเคราะห์ทางเคมี โดยที่มีดีบุกเตตระคลอไรด์และโซเดียมเอธอกไซด์เป็นสารเริ่มต้นหลักในการทำปฏิกิริยา ผลิตภัณฑ์ที่ได้ในขั้นสุดท้ายอยู่ในรูปสารละลายของแอลกอฮอล์และมีสีเหลืองอ่อน จากการคำนวณพบว่า มีดีบุกอัลกอกไซด์ละลายอยู่ร้อยละ 5.1 โดยมวล ฟิล์มบางของดีบุกออกไซด์ได้ถูกเตรียมโดยการนำสารละลายโซลไปเคลือบลงบนแผ่นฐานรองที่เป็นกระจกหรือซิลิกอนด้วยเทคนิคการสปินโคทติง แล้วจึงเผาด้วยความร้อนที่อุณหภูมิ 550 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 1 ชั่วโมง เพื่อเปลี่ยนโครงสร้างให้เป็นดีบุกออกไซด์ จากการศึกษาพบว่า ความหนาของชั้นดีบุกออกไซด์สามารถควบคุมในลักษณะเชิงเส้นโดยการแปรจำนวนครั้งของการเคลือบ โดยที่ความหนาของการเคลือบ 1 ครั้ง เท่ากับ 350 A ได้มีการประดิษฐ์ระบบวัดก๊าซแบบโฟล์วอินเจคชันเพื่อใช้ทดสอบหัวตรวจวัดก๊าซที่ได้ประดิษฐ์ขึ้น โดยระบบวัดที่ได้ประดิษฐ์ขึ้นสามารถเปลี่ยนพารามิเตอร์ที่สำคัญในการวัดผลตอบสนองต่อก๊าซ เช่น อุณหภูมิการทำงานของหัวตรวจวัดก๊าซ อัตราเร็วของก๊าซพาห์ สัดส่วนของก๊าซพาห์จากการวัดลักษณะสมบัติการตอบสนองของหัวตรวจวัดก๊าซที่ได้ประดิษฐ์พบว่า ความหนาของฟิล์มบางดีบุกออกไซด์มีผลอย่างมากต่อค่าความไวของหัวตรวจวัดก๊าซ ความหนาที่เหมาะสมของฟิล์มบางมีค่าอยู่ระหว่าง 1000 A จากการวัดการตอบสนองที่มีต่อสารละลายของแอลกอฮอล์และแอมโมเนีย พบว่า หัวตรวจวัดก๊าซที่ได้ประดิษฐ์ขึ้นให้ความไวสูงสุดที่ 250 องศาเซลเซียส สำหรับการตรวจวัดแอลกอฮอล์และ 350 องศาเซลเซียส สำหรับการตรวจวัดแอมโมเนีย และจากการวิเคราะห์โดยใช้แบบจำลองของกฎการยกกำลัง แสดงให้เห็นว่า หัวตรวจวัดก๊าซของดีบุกออกไซด์สามารถตอบสนองแบบเชิงเส้นต่อแอลกอฮอล์ในช่วงความเข้มข้นร้อยละ 0.08-10 โดยปริมาตร และต่อแอมโมเนียในช่วงความเข้มข้นร้อยละ 0.05-10 โดยปริมาตร
Other Abstract: In this research, a systematic study has been performed to synthesis tin alkoxide for the fabrication of thin film tin oxide gas sensors. The sol solution of SnO[subscript 2] was prepared by chemical synthesis process. Tin tetrachloride and sodium ethoxide were used as the fundamental reactants. The final product was in the form of alcoholic solution and pale yellow color. The calculated amount of tin alkoxide in this solution was 5.1 % by mass. The synthesis sol was coated on the glass or silicon substrates by spin coating technique to form thin films. The coated films were then subjected to anneal at 550 C for 1 hour to change their structure to SnO[subscript 2]. It was found that the thickness of SnO[subscript 2] films could be linearly controlled by varying the number of coatings. The thickness of each coating was about 350 A. A flow injection type gas measuring system was constructed to characterize the fabricated gas sensors. Using this system, the important parameter in gas sensing performance such as operating temperature, flow rate of a carrier gas and gas mixing ratio can be easily controlled. The experimental results showed that sensitivity of gas sensors is strongly dependent on the film thickness of tin oxide. The optimum film thickness was about 1000 A. From the gas response tests to alcohol and ammonia solution, it was found that the optimum temperature was 250 C for alcohol detection and 350 C for ammonia detection. By using the power law model to analyze the change of sensitivity with sample concentration, it was found that the SnO[subscript 2] gas sensor could be used to detect alcohol and ammonia in the range of 0.08-10 and 0.05-10 % by volume respectively.
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/2195
Type: Technical Report
Appears in Collections:Eng - Research Reports

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Arporn(syn).pdf3.69 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.