Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ ba, 29/07/2003 23:21 (GMT+7)

Cảm biến khí silic xốp có thể có nhiều ứng dụng quan trọngtrong nhiều lĩnh vực

Một phương pháp mới chế tạo cảm biến khí silic xốp do các nhà khoa học thuộc Viện Công nghệ Georgia có thể sẽ tạo thêm nhiều ứng dụng của cảm biến này trong nhiều ngành công nghiệp bao gồm lĩnh vựcmôi trường, thực phẩm, hoá học và sinh y học. Theo Giáo sư Tiến sĩ Vật lý James L. Gole, cảm biến mới, hoạt động ở nhiệt độ trong phòng, dường như rất phù hợp làm bộ cảm biến ở hiệu điện thế thấp,chi phí thấp, gắn với các thiết bị điện tử.
Gole nhấn mạnh rằng cảm biến mới phản ứng nhanh với nồng độ thấp của nhiều hợp chất khí. Cảm biến hoạt động ở hiệu điện thế thấp hơn nhiều so với pin của đồng hồ đeo tay chẳng hạn và nhỏ gọn, dễ mangtheo ra thực địa cùng các thiết bị khác để theo dõi các loại khí có hại. Cảm biến đơn giản, dễ sản xuất hàng loạt, với giá rất rẻ.
Tiến bộ về kim loại hoá,
Việc hạn chế sử dụng cảm biến silic xốp được chế tạo trước đây là do cảm biến cần mức năng lượng cao đến 5 vôn. Nhóm nghiên cứu của Trường Đại học Kỹ thuật Georgia Tech đã giải quyết vấn đề này bằngcách thiết kế quy trình kim loại hoá độc đáo, giảm mạnh trở kháng của các điện cực gắn ở silic, giảm hiệu điện thế vận hành xuống khoảng từ 1 đến 10 mili vôn.
Các thử nghiệm chứng tỏ cảm biến mới có thể phát hiện amoniăc, axit clohydric và các oxyt nitơ ở nồng độ từ 10 đến 100 phần triệu và có thể thấp hơn nữa, nhạy cảm hơn nhiều so với các cảm biến silicxốp trước đây dùng phát hiện các chất này ở nồng độ 100-1000 phần triệu. Như John Toon đã nêu trong Tạp chí Research Horizon, do phản ứng hoá học mà các cảm biến sử dụng để phát hiện ra các chất khícó thể đảo chiều nhanh, các cảm biến mới này có khả năng tái sử dụng sau thời gian sử dụng lâu dài, có thể tái sinh cảm biến bằng cách xử lý hoá học đơn giản.
Bước đầu tiên trong chế tạo cảm biến là phủ tấm nền silic bằng màng silic nitrua lắng hơi ở nhiệt độ khoảng 250 oC. Sau đó, sử dụng công nghệ chế tạo mạch tổ hợp để tạo mẫu lên màng này bằng cáchdùng vật liệu cản quang. Sau đó khắc chọn lọc silic nitrua để tạo ra kiểu silic theo yêu cầu. Tiếp theo, sử dụng kỹ thuật điện hoá "nửa-ngậm nước" để khắc các lỗ hiển vi trong silic có đường kính từ1-2 micron mét. Theo Gole, việc áp dụng quy trình xử lý nhiều bước như trên tạo được các lỗ rỗng có kích thước đồng đều. Sau đó, một lớp vật liệu có các lỗ rỗng kích thước nanomet được tạo ra trênmặt của lớp vật liệu trước đó.
Tiếp đến là bước kim loại hoá chủ chốt. Quy trình không dùng điện này có ưu điểm tạo được tính chất đồng nhất cho silic xốp để tạo các tiếp xúc có trở kháng thấp (khoảng 20 ôm) để có thể gắn các dâydẫn vào đó. Phương pháp này khắc phục được một trong những thách thức của thiết bị silic xốp: tạo được tiếp xúc trở kháng thấp cho cấu trúc silic xốp. Để tạo thuận lợi cho dòng điện đi qua cảm biến,người ta lắng dọng một màng bằng nhôm lên mặt sau của tấm vật liệu bằng cách dùng các kỹ thuật in-chọn lọc và xử lý tôi bằng nhiệt.
Phát hiện glucoza,
Trong số các chất được phát hiện trong thử nghiệm của phương pháp mới có glucoza. Cảm biến được sử dụng cho mục đích này được chế tạo có các điện cực có cấu trúc xen kẽ bằng vàng lắng đọng bằngphương pháp kim loại hoá cảm ứng huỳnh quang.
Một trong những đặc trưng của cảm biến là chúng tạo ra huỳnh quang màu đỏ-da cam mạnh khi tiếp xúc với ánh sáng cực tím. Các nhà nghiên cứu của Trường Đại học Kỹ thuật Gorgia Tech cho rằng cơ chếkích thích eletron giống như vậy gây ra huỳnh quang "cũng giúp cải thiện hiệu quả của quy trình kim loại hoá không điện, dẫn đến cải thiện độ dẫn điện của các tiếp xúc".
Giáo sư Peter Hesketh của Trường Đại học Kỹ thuật Georga Tech cho biết, các tính năng đạt được với loại cảm biến mới này đã mở ra khả năng mới ứng dụng cảm biến. Các nhà nghiên cứu hy vọng có thể lắpghép các cảm biến này vào các vi mạng với chi phí không đắt, mở ra cơ hội hấp dẫn để phân tích các hỗn hợp về chất lượng nước, cảm biến môi trường, phát hiện độc tính của thực phẩm và sử dụng trongnông nghiệp. Cũng còn có các khả năng phân tích y sinh học hữu ích trong phân tích máu, xét nghiệm mầm bệnh và phân tích các phản ứng dị ứng.
Nguồn: Porous Silicon Gas Sensors Could Find Important Uses in Many Fields,
Technology Forecasts, 11/2002

Xem Thêm

Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.
Ứng dụng công nghệ số toàn diện là nhiệm vụ trọng tâm của VUSTA giai đoạn tới
Ứng dụng công nghệ số toàn diện, xây dựng hệ sinh thái số là bước đi cấp thiết nhằm nâng cao hiệu quả quản trị và phát huy sức mạnh đội ngũ trí thức của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA). Qua đó cho thấy, VUSTA không chỉ bắt kịp xu thế công nghệ mà còn chủ động kiến tạo những giá trị mới, khẳng định vai trò tiên phong của đội ngũ trí thức trong thời đại số.

Tin mới

Phú Thọ: Góp ý đề án phát triển nông nghiệp tuần hoàn, đa giá trị các sản phẩm nông sản chủ lực
Sáng 06/3 tại Phú Thọ, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật (Liên hiệp Hội tỉnh) đã phối hợp với Sở Nông nghiệp và Môi trường tổ chức hội thảo “Đề án phát triển nông nghiệp tuần hoàn, tích hợp đa giá trị cho các sản phẩm nông sản chủ lực, đặc sản của tỉnh gắn với xây dựng các sản phẩm OCOP và du lịch nông nghiệp, nông thôn trên địa bàn tỉnh Phú Thọ giai đoạn 2025 - 2030”.
Làm rõ vai trò nguồn lực trí thức trong đổi mới sáng tạo giai đoạn tới
Sáng 9/3, tại Hà Nội, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam) đã tổ chức hội thảo “Góp ý dự thảo Văn kiện Đại hội đại biểu toàn quốc Mặt trận Tổ quốc Việt Nam lần thứ XI, nhiệm kỳ 2026-2031”. Hội thảo dưới sự chủ trì của Chủ tịch Liên hiệp Hội Việt Nam - TSKH Phan Xuân Dũng và Tổng Thư ký Liên hiệp Hội Việt Nam Nguyễn Quyết Chiến.
Trí thức khoa học công nghệ với ngày hội bầu cử của đất nước
Ngày bầu cử Quốc hội khóa XVI và Hội đồng nhân dân các cấp (nhiệm kỳ 2026 – 2031) được tổ chức vào 15/3/2026, là sự kiện chính trị quan trọng của đất nước, nơi mỗi công dân thực hiện quyền và nghĩa vụ thiêng liêng của mình. Trong dòng chảy ấy, đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ Việt Nam luôn thể hiện trách nhiệm công dân, đóng góp trí tuệ và tâm huyết vào sự phát triển của đất nước.
Chương trình hành động của GS.VS. Châu Văn Minh, ứng cử viên đại biểu Quốc hội khoá XVI
Ngày 15/3/2026, cử tri trên cả nước sẽ tham gia bầu cử đại biểu Quốc hội khóa XVI và đại biểu HĐND các cấp nhiệm kỳ 2026-2031. Đây không chỉ là sự kiện chính trị, đợt sinh hoạt dân chủ sâu rộng trong toàn xã hội, mà còn là dịp để mỗi người dân trực tiếp thực hiện quyền làm chủ, thể hiện ý chí và trách nhiệm đối với sự phát triển của đất nước.
Phát triển nền kinh tế tri thức trong kỷ nguyên mới
Trong bối cảnh toàn cầu hóa và chuyển đổi số diễn ra sâu rộng, phát triển kinh tế tri thức đã trở thành xu thế tất yếu. Tri thức, công nghệ số và đổi mới sáng tạo ngày càng giữ vai trò động lực chủ yếu của tăng trưởng, tạo giá trị gia tăng cao và nâng cao năng lực cạnh tranh quốc gia.
Góp ý Dự thảo Chương trình hành động của Ủy ban Trung ương Mặt trận Tổ quốc Việt Nam thực hiện Nghị quyết Đại hội XIV
Chiều 6/3, tại Hà Nội, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam) đã tổ chức hội thảo “Góp ý dự thảo Chương trình hành động của Ủy ban Trung ương Mặt trận Tổ quốc Việt Nam thực hiện Nghị quyết Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng”.
Liên hiệp Hội Việt Nam kỷ niệm 116 năm ngày Quốc tế Phụ nữ
“Phía sau thành công của một người đàn ông luôn có bóng dáng của người phụ nữ”. Anh em nam giới có được sự thành công trong sự nghiệp, hạnh phúc trong cuộc sống gia đình là nhờ đức tính hy sinh, lòng vị tha của người phụ nữ luôn ở phía sau của họ - người đã làm cho cả thế giới thay đổi và phát triển thế giới tươi đẹp này…”
Khơi dậy khát vọng trí thức trong kỷ nguyên mới
Trải qua 43 năm xây dựng và trưởng thành (1983-2026), Liên hiệp Hội Việt Nam đã khẳng định vững chắc vị thế là tổ chức đại diện cho đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ cả nước. Trong bối cảnh đất nước đang đứng trước ngưỡng cửa của một kỷ nguyên phát triển mới, kỷ nguyên vươn mình của dân tộc, vai trò "ngôi nhà chung" của đội ngũ trí thức càng trở nên quan trọng và mang tính then chốt.
Bí thư Đảng ủy VUSTA Châu Văn Minh tiếp xúc cử tri tại tỉnh Phú Thọ
Trong hai ngày 4-5/3, GS.VS. Châu Văn Minh - Bí thư Đảng ủy VUSTA và các ứng cử viên đại biểu Quốc hội, đơn vị bầu cử số 1 tỉnh Phú Thọ đã tiếp xúc cử tri của 20 xã trên địa bàn. Trình bày chương trình hành động trước cử tri, GS.VS. Châu Văn Minh đã đưa ra những cam kết mạnh mẽ, thể hiện tư duy của một nhà khoa học đầu ngành và tầm nhìn của ứng cử viên đại biểu Quốc hội đại diện cho giới trí thức.