Grafen/çinko oksit nanoçubuk hibrit yapıların oluşturulması ve elektriksel karakterizasyonu

Nanoyapılı malzemelerin geometrik boyutları değiştirilerek birleştirilmesiyle oluşturulan hibrit yapılar olağanüstü özellikler sergileyebilmektedir. Teknolojinin gelişmesiyle birlikte daha kaliteli cihazlara ihtiyaç duyulmakta ve gelecekte en kritik ihtiyaçlar çoğunlukla düşük boyutlu hibrit yapılar tarafından karşılanacaktır. Bu çalışmada, oldukça hassas bir CO gazı sensörü üretmek amacıyla çinko oksit (ZnO) nanoçubuk/grafen hibrit yapısını üretmek için düşük maliyetli, kolay, hidrotermal bir yöntem kullanıldı. Nanoçubuk çapının sensör algılama üzerindeki etkisini araştırmak için, farklı çaplardaki ZnO nanoçubuklar grafen alan etkili transistör (GFET) kanalı üzerinde dikey olarak büyütüldü. Oda sıcaklığında veya oda sıcaklığına yakın bir sıcaklıkta çalışan, yüksek performanslı, güvenilir gaz sensörleri geliştirmek, günümüzde sensör araştırmalarının önemli bir hedefidir. Bu çalışmada ZnO nanoçubuk/grafen hibrit yapısı bu talebi karşılamaktadır Sensörlerin oda sıcaklığında etkin çalışabilmesi, ekstra ısıtma enerjisine olan ihtiyacı ortadan kaldırarak taşınabilir, pille çalışan daha küçük sensörlerin üretilmesine olanak sağlar. Üretilen hibrit sensörlerin CO gazı tepkileri oda, 50°C ve 100°C çalışma sıcaklıklarında rapor edilmiştir. Ortaya çıkan hibrit sensörün, ek bir çalışma sıcaklığı gerektirmeden oda sıcaklığında bile etkili olduğu ve 3 ppm CO gazında %42'lik bir sensör tepkisi verdiği belirlenmiştir. Hibrit sensör, ölçüm odasına 3 ppm CO gazı beslendiğinde 4 saniyelik kısa bir yükselme süresine sahiptir. Oda çalışma sıcaklığında gazın ortamdan uzaklaştırılması durumunda geri kazanım süresi ise 5 s'dir. Sensör sıcaklığının artmasıyla gaz tepkileri iyileştiği gözlenmiştir. Tez çalışmasında ayrıca hibrit sensörün çalışma mekanizmasının ayrıntılarına da yer verilmiştir.