سیلی‌گرافن‌های g-SiC و g-SiC2 به عنوان حسگر چندوجهی گاز H2S

Abstract

هدف اصلی این مقاله بررسی توانایی صفحات سیلی‌گرافن g-SiC و g-SiC2 در آشکارسازی گاز سولفید هیدروژن از طریق سازوکار‌های مختلف حسگری با استفاده از نظریۀ تابعی چگالی است. نتایج محاسبات ما نشان می‌دهد که فرایند جذب گاز روی هر دو صفحۀ سیلی‌گرافن فیزیکی و گرماده است. فرایند جذب فیزیکی باعث می­شود که مواد حسگر بتوانند در زمان کوتاهی (حدود چند نانوثانیه) پس از دفع گاز در دمای اتاق بازیابی شوند. بررسی خصوصیات هندسی و الکترونی ترکیب صفحات g-SiC و g-SiC2 با مولکول گاز آشکار می‌سازد که هر دو ماده قابلیت آشکارسازی گاز از طریق سازوکار‌های حرارتی و مقاومتی را دارند. برای مثال، هدایت الکتریکی صفحۀ g-SiC پس از جذب گاز 38% تغییر می­کند. به علاوه، حضور مولکول گاز روی صفحۀ g-SiC نوع حامل­های اکثریت آن را تغییر داده و استفاده از این ماده را در ساخت حسگرهای مبتنی بر اثر سیبک ممکن می­سازد. در مجموع، سازوکار‌های حسگری متنوع به همراه زمان بازیابی اندک، صفحات سیلی گرافن g-SiC و g-SiC2 را به نامزد مناسبی برای استفاده در ساخت حسگر گاز سولفید هیدروژن به عنوان مادۀ حسگر مبدل می­سازد.

Keywords

• سیلی‌گرافن‌های g-sic و g-sic2
• حسگر h2s
• اثر سیبک
• نظریۀ تابعی چگالی