NiO İnce Filmin Farklı Gaz Konsantrasyonlarında H2 Gazı Tepkisi

Artan dünya nüfusunun enerji ihtiyacını karşılayabilecek alternatif enerji kaynaklarından biri olan H2 enerjisine olan ilgi her geçen gün artmaktadır. Ancak H2 gazının yüksek yanıcılık ve patlayıcılık gibi tehlikeli özellikleri bu gazın hassas bir şekilde tespit edilmesini gerektirmektedir. Bu amaçla düşük gaz konsantrasyonlarında yüksek tepki değerlerine sahip H2 gazının tespiti üzerine yoğun araştırmalar yürütülmektedir. Bu çalışmada RF sıçratma yöntemiyle kuvars alttaş üzerinde büyütülen NiO ince filmin yapısal, morfolojik ve H2 gazını algılama özellikleri incelenmiştir. Üretilen filmin XRD sonuçları, NiO filminin (101), (012), (110) ve (113) kırınım düzlemlerine sahip çok kristalli kübik bir yapıya sahip olduğunu ortaya çıkardı. Filmin örgü sabiti 4,226 nm olarak elde edildi ve bu değer literatürde sunulan teorik değerlerden %1,274 farklılık gösterdi. Ni elementinin özel taramalı XPS spektrumundan film yüzeyinde Ni+2, Ni+3 ve NiOOH'ye karşılık gelen piklerin varlığı tespit edildi. SEM görüntüleri, film yüzeyinde tane boyutları 10-20 nm olan yapılardan oluşan homojen bir yapının varlığını ortaya çıkardı. 300°C'de 100, 500 ve 1000 ppm H2 konsantrasyonlarında elde edilen akım değişimleri, üretilen filmin H2 gazına duyarlı olduğunu ve ppm değeri arttıkça akım değerinin arttığını göstermiştir. 1000 ppm H2 için yanıt değeri 11,49, yanıt ve iyileşme süreleri sırasıyla 239 ve 286 saniyeydi. Gaz sensörü ölçümleri ayrıca üretilen NiO filmin p tipi iletkenliğe sahip olabileceğini de göstermiştir.