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概要

Chemisorption of CO2 on Co-SnO2 surface, characterization and room temperature gas sensor

Mohamed A. Bassooni, Mohamed Shaban, Gamal F. Attia

ゾルゲルスピンコーティング法によって、さまざまな厚さの純粋およびコバルトドープ酸化スズ（SnO2およびSnO2:Co）薄膜を作製することに成功しました。サンプルは、X線回折（XRD）および走査型電子顕微鏡（SEM）によって特性評価されました。SnO2およびSnO2:Co膜の構造的および光学的特性に対する層数の影響が研究されました。純粋なSnO2膜の結晶子サイズは、層数を12から24に増やすことによって7.7から31.1 nmに増加しました。膜の結晶性は、アニール温度を400�Cから500�Cに上げることによって向上しました。しかし、Co原子を取り込むことによって低下しました。SnO2膜の透過率と光学バンドギャップは、層数を増やすか、またはCoドーピング後に低下しました。8% Coドープ膜は、未ドープSnO2膜と比較して、室温（RT）でのCO2ガスに対する感度が比較的高くなっています。 CO2濃度に対する感度の増加率は、CoドープSnO2の場合0.116/sccmです。この研究では、二酸化炭素ガスが酸化剤として作用し、電圧の読み取り値の増加によって示されるセンサーの電気抵抗の増加を引き起こしました。二酸化炭素の検知メカニズムでは、CO-とO-に分解されます。これらの種は薄膜の表面に吸着されます。これらの酸素種に捕捉された負電荷により、SnO2ナノ材料のバンドが上向きに曲がり、CO2ガス曝露前の平坦なバンド状況と比較して抵抗が増加します。 
応答時間と回復時間は、CO2濃度の増加に伴い増加しました。得られた結果は、検知および光電子アプリケーション向けにフィルムの物理的特性を制御できる可能性を示しています。最近の出版物1. Mohamed A Basyooni、Ashour M Ahmed、Mohamed Shaban (2018) Plasmonic hybridization between two metallic nanorods. Optik Optik - International Journal for Light and Electron Optics DOI: 10.1016/j. ijleo.2018.07.135. 2. Mohamed A Basyooni、Mohamed Shaban、Adel M El Sayed (2017) スピンコートされたNaドープZnOナノ構造フィルムのガス検知特性の向上。Scientific Reports 7:41716。 3. Mohamed Shaban、GF Attia、Mohamed A Basyooni、Hany Hamdy (2015) スピンコートされた酸化スズ薄膜の形態と構造特性。International Journal of Engineering and Advanced Research Technology 1(3):1-14。 4. Mohamed Shaban、Mohamed A Basyooni、GF Attia、Hany Hamdy () スズ酸化物薄膜の合成と特性評価および多層膜に対するアニーリングの効果、第 5 回国際物理学研究現代動向会議 (MTPR-014)、2014 年 12 月 15 ～ 19 日、カイロ大学、エジプト。WPS 国際会議議事録、第 5 回 MTPR-014 会議、第 9914 巻、2015 年 6 月