نانو بیو الکترونیک حسگر ها در نانو الکترونیک باتغییر مقیاس و افزایش عملکرد و کاربرد نانو ساختار ها (دکترای نانو _ میکرو الکترونیک)

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید )



نکته: نانو حسگر ها در نانو الکترونیک باتغییر مقیاس و افزایش عملکرد و کاربرد نانو ساختارها به علت نسبت سطح به حجم بالا و فعالیت سطحی زیادشان قابلیت استفاده به عنوان حسگر _ به خصوص حسگرهای گازی _ را دارند. 

در این میان نانو سنسورها  به علت قابلیت نفوذ سطحی زیاد و تراکم کم، توانایی تشخیص بیشتری نسبت به سایر انواع نانو ساختار های الکترونیکی را دارند.نانولوله های کربنی تک دیواره و چند دیواره به علت داشتن خواص مکانیکی و الکترونیکی منحصر به فردشان کاربردهای متنوعی پیدا کردند که از جمله میتوان به استفاده از آنها به عنوان حسگرهایی با دقت بسیار بالا برای تشخیص مواد در غلظتهای بسیار پایین و با سرعت بالا اشاره کرد.

به طورکلی کاربرد نانولوله ها در حسگرها را میتوان به دو دسته تقسیم کرد:

۱_ ( نانو لوله های کربنی به عنوان حسگرهای شیمیایی: این حسگرها میتوانند در دمای اتاق غلظتهای بسیار کوچکی از مولکولهای گازی با حساسیت بسیار بالا را آشکارسازی کنند. حسگرهای شیمیایی شامل مجموعهای از نانولوله های تک دیواره هستند و میتوانند مواد شیمیایی مانند دی اکسید نیتروژن و آمونیاک را آشکار کنند. هدایت الکتریکی یک نانولوله نیمه هادی تک دیواره که در مجاورت 011ppm از دی اکسید نیتروژن قرار داده میشود، میتواند در مدت چند ثانیه تا سه برابر افزایش یابد و به ازای اضافه کردن فقط 0 درصد آمونیاک هدایت دو برابر خواهد شد. حسگرهای تهیه شده از نانو لوله های تک دیواره دارای حساسیت بالایی بوده و در دمای اتاق هم زمان واکنش سریعی دارند. این خصوصیات نتایج مهمی در کاربردهای تشخیصی دارند.. 

 ۲_ نانولوله های کربنی به عنوان حسگرهای مکانیکی: هنگامیکه یک نانولوله توسط جسمی به سمت بالا یا پایین حرکت میکند، هدایت الکتریکی آن تغییر مییابد. این تغییر در هدایت الکتریکی، با تغییر شکل مکانیکی نانو لوله کاملاً متناسب است.



نانو سنسورها در اندازه گیری دقیق پارامترها در مقیاس بسیار ریز نانو از قبیل تغییرات فیزیکی یا حضور گونه های شیمیایی مستلزم استفاده از حسگر هایی در مقیاس نانو است. نانو حسگرها از عناصر حسگری در مقیاس نانو استفاده میکنند که حساسیت این نوع از نانو مواد به حد کافی بالا است. همچنین موادی که از نانوحسگر ها ساخته میشوند بایستی دوام و استحکام بالا و خواص الکتریکی خوبی داشته باشند. به طور کلی، ویژگیهای مهم نانوحسگرها انتخابگری بالاتر، حساسیت زیادتر، ابعاد کوچکتر و قیمت ارزانتر هستند. نانو حسگر ها به طور ذاتی کوچکتر و حساستر از سایر حسگر ها میباشند و همان طور که گفتیم این ظرفیت را دارند که قیمت تمام شده آنها کمتر از قیمت تمام شده حسگر های موجود در بازار باشد.



نتیجه گیری : 

در بخش نظامی و امنیت ملی احتیاج به حسگرهای بسیار حساسی است که بتوانند به صورت گسترده توزیع شوند تا به کمک آنها بتوان تشعشعات و بیو سَم های زیستی را مورد بررسی قرار داد. در زمینه پزشکی نیاز به حسگرهای بسیار حساسی به صورت آزمایشگاه هایی بر روی تراشه است که بتوانند کوچکترین عالئم نشان دهنده سرطان را شناسایی کنند. در صنایع هوافضا احتیاج به نانو حسگر هایی است که در بدنه هواپیماها به عنوان سیستم هشدار دهنده ثابت قرار بگیرند و مشخص کنند که چه زمانی هواپیما احتیاج به تعمیرات دارد.میتوان با توجه به وضعیت کنترلهای موجود به تناسب حالتهای مختلف بدن، این نانو حسگرها را مورد استفاده قرار داد.

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)

دکترایِ  تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک