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噴墨印刷法製備可撓曲式金屬-有機骨架材料衍生之 多孔氧化鋅/氧化銅低溫型氣體感測器之研究

為了解決epson印表機掃描的問題，作者李佳諭 這樣論述：

本研究以噴墨印刷技術製備由奈米銀粒子構成的迴圈式電極於可撓曲之聚醯亞胺(polyimide, PI)薄膜上，再結合由金屬-有機骨架材料衍生之多孔半導體型氣敏材料氧化鋅、氧化銅等作為感測層，製備成氣體感測器元件，以探討自製氣體感測元件在室溫下對還原性氣體之感測能力，並配合低瓦數的UV-LED (10 W)燈，來改善半導體形氣敏材料需應用於高溫環境下的限制。使用乙二醇當作還原劑、聚乙烯吡咯烷酮(Polyvinylpyrrolidone, PVP)作為保護劑，利用簡便的多元醇還原法還原硝酸銀(Silver nitrate, AgNO3)，製備奈米銀顆粒。以XRD鑑定得知銀奈米顆粒為面心立方堆積的球

形金屬銀，由SEM、TEM與粒徑分析儀得知其粒徑約為60-80 nm，將銀奈米顆粒配製成5 wt%的含銀墨水，將墨水填充於市售EPSON T50印表機墨水匣後，在聚醯亞胺薄膜上印製奈米銀電極後，再塗覆一層氣敏材料，其中感測層分別為氧化鋅(N-type)、氧化銅(P-type)及氧化鋅混和氧化銅形成異質接面(P-N junction)，完成感測元件的製備；將感測元件置於實驗室自製氣體感測氣室中，以10 W UV- LED燈照射下，通入還原性氣體 (0-400 ppm)進行感測試驗。感測元件連接萬用電表(Keithley 2400)，在不同還原性氣體濃度下讀取電流值，連接電腦軟體紀錄後，探討氣體感

測器在室溫下之感測性能。自製感測器在室溫條件下感測50 ppm丙酮時，氧化鋅(N-type)、氧化銅(P-type)及氧化鋅混和氧化銅 (P-N junction)的響應值分別為為34.9、20.9與63.6，響應時間(Tres)分別為3秒、52秒與5秒、恢復時間(Trec)為5秒、14秒、8秒，且感測的瞬間電流值隨丙酮氣體濃度增加而有明顯變化，為有效的丙酮氣體感測器。在室溫下以10 W UV燈輔助照射，在異質結構的接觸，有加成放大的協同效應，顯示感測元件可有效取代傳統金屬氧化物半導體氣體感測器須於高工作溫度下操作之限制，在室溫下對低濃度ppm級之丙酮氣體具有良好的感測能力。