عنوان اختراع: حسگر گازی ترانزیستور اثر میدان نانو لوله كربنی

خلاصه اختراع

این اختراع، بستر و قالب حسگر گازی مبتنی بر فناوری تغییر رسانش الكتریكی نانولوله های كربنی در ساختار ترانزیستور اثر میدانی است. از این فناوری می‌توان برای اندازه گیری گازهای متفاوت چون گازهای برخاسته از مواد منفجره، گاز دی اكسید نیتروژن، آمونیاك، هیدروژن و سولفید هیدروژن در محیط و همینطور شناسایی بخارات برخواسته از مواد خطرناك/ منفجره استفاده كرد. سازوكار ورارسانی نانوحسگرهای گازی مبتنی بر نانولوله های كربنی تكجداره یا چند جداره، تغییر رسانش الكتریكی بین الكترودهای منبع و جمع كننده در ساختار یك ترانزیستور اثر میدانی یا ساختار مقاومتی است. با توجه به اینكه عملكرد این دسته از حسگرها تا حد بسیار زیادی وابسته به نسبت سطح ورارسان در معرض گاز به حجم آن است و در سال های اخیر با بهره گیری از روش های جدید ساخت در مقیاس نانو، دسترسی به نانو ساختارها و نانو مواد با نسبت سطح به حجم بالا، میسر شده است، كه می‌توان با ادغام آنها در حسگرهای گازی از ویژگی‌های منحصر به فرد آن‌ها بهره برد. كانال این نوع ترانزیستورها از نانولوله(های) كربنی تشكیل شده است كه با جذب گاز هدف بر روی آن و تغییر در ساختار الكترونی آن و چگالی حامل‌ها، رسانش بین الكترودهای منبع و جمع كننده تغییر می‌كند. . برای افزایش قابلیت گزینش پذیری، سطح نانولوله كربنی با گروه عاملی خاصی عامل‌دار می‌شود تا از تولید پاسخ مثبت كاذب جلوگیری شود در واقع با عامل‌دار كردن سطح نانولوله های كربنی می‌توان پاسخ اختصاصی نسبت به ماده هدف داشت. در مقیاس ماكرو نحوه عملكرد این رسته حسگرهای گازی به این صورت است كه، هوای محیط جمع‌آوری شده و بر روی حسگر دمیده می‌شود و به سمت چیپ حسگر (كه نانولوله های عاملدار شده در آنجا قراردارند) هدایت می شود. همانطور كه پیش‌تر توضیح داده شد، نانولوله‌ها به نحوی عاملدار شده‌اند كه قابلیت جذب اختصاصی مولكول ها و عوامل از پیش تعیین شده را دارند. در نتیجه در صورتیكه عوامل و مولكول‌های مورد نظر در آن محیط وجود داشته باشد، بر روی سنسور جذب شده و تغییر رسانش الكتریكی ذكر شده، توسط دستگاه خوانشگر حسگر بصورت بلادرنگ ضبط و به دستگاه گزارش و نهایتاً این تغییرات از طریق یك رابط گرافیكی به كاربر ارائه می‌شود.