BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
HỆ THỐNG THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Lọc theo danh mục
  • Năm xuất bản
    Xem thêm
  • Lĩnh vực
liên kết website
Lượt truy cập
 Lượt truy cập :  25,542,493
  • Công bố khoa học và công nghệ Việt Nam

55

Chế tạo máy công cụ

BB

Văn Gia Hy, Đỗ Hà Minh Thái, Mai Ngọc Linh, Hoàng Thị Hiến, Hồ Trường Giang(1)

Nghiên cứu chế tạo cảm biến đo pH trên cơ sở G-FET với điện cực nhạy là polypyrrole

Fabrication of pH sensor based on EG-FET with sensing electrode using polypyrrole

Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Thái Nguyên

2023

02

289 - 294

1859-2171

Polymer dẫn điện, Polypyrrole, Transistor hiệu ứng trường điện cực mở rộng, Cảm biến đo pH

Conducting polymer, Polypyrrole, Vapour-phase polymerzation, Extended gate field effect transistor, PH sensor

pH là một thông số rất cơ bản cần được đo đạc trong nhiều lĩnh vực khác nhau như nông nghiệp, thực phẩm và y-sinh. Trong công trình này, chúng tôi trình bày kết quả nghiên cứu theo cách tiếp cận đơn giản về chế tạo cảm biến đo pH trên cơ sở transistor hiệu ứng trường với điện cực mở rộng (EG-FET) gắn điện cực nhạy là polymer dẫn điện polypyrrole (PPy). Lớp màng PPy được tổng hợp trực tiếp trên đế Si bằng trùng hợp pha hơi sử dụng muối xúc tác FeCl3. Hiển vi điện tử quét SEM được dùng để phân tích cấu trúc bề mặt màng PPy sau khi tổng hợp và cho thấy màng có cấu trúc xốp. Phổ FTIR và tán xạ Raman được dùng để nghiên cứu các liên kết đặc trưng của màng PPy. Cảm biến đo pH được thực hiện với điện cực PPy được nối đến điện cực mở rộng của linh kiện FET (2N5457). Cảm biến thể hiện đặc trưng lối ra phụ thuộc tuyến tính vào giá trị pH và có độ nhạy cao (105,9 µA/pH) trong dải pH khảo sát từ 5 đến 9.

pH is a very common parameter that needs to be measured in many different fields such as agriculture, food and biomedicine. In this work, we present the research results following a simple approach to fabricating a pH sensor based on an extended gate field-effect transistor (EG-FET) with sensing electrode utilized by conducting polymer. Conducting polypyrrole (PPy) film was directly deposited on a Si substrate by a vapour phase polymerization using catalytic oxidation FeCl3. Scanning electron microscope (SEM) was used to investigate surface morphology of the PPy synthesized film and it showed a high porosity. Fourier transform infrared (FTIR) and Raman spectroscopy were used to examine the specific bonding structures of the PPy film. pH sensor was configured with the PPy electrode connected to the extended gate of FET (2N5457). The sensor exhibited an output c-haracteristic of linear dependence on the pH value and a high sensitivity (105.9 µA/pH) in correspondence with the investigated pH range f-rom 5 to 9.

TTKHCNQG, CTv 178

Xem toàn văn
  • [1] T. H. Hoang; V. T. Chu; T. A. T. Do; Q. N. Pham; H. T. Giang; C. D. Sai; T. G. Ho; D. V. Nguyen; T. Tran (2019), Influence of surface morphology and doping of PPy film simultaneously polymerized by vapour phase oxidation on gas sensing,Synthetic Metals
  • [2] Y. Li; Y. Mao; C. Xiao; X. Xu; X. Li (2020), Flexible pH sensor based on a conductive PANI membrane for pH monitoring,RSC Advances
  • [3] E. I. Gill; A. Arshak; K. Arshak; O. Korostynska (2008), Conductometric pH sensor based on novel conducting polymer composite thick films,Proceedings of the 2008 31st International Spring Seminar on Electronics Technology
  • [4] M. Das; S. Roy (2021), Polypyrrole and associated hybrid nanocomposites as chemiresistive gas sensors: A comprehensive review,Materials Science in Semiconductor Processing
  • [5] H. Yoon (2013), Current trends in sensors based on conducting polymer nanomaterials,Nanomaterials
  • [6] A. Poghossian; H. Geissler; M. J. Schöning (2019), Rapid methods and sensors for milk quality monitoring and spoilage detection,Biosensors and Bioelectronics
  • [7] R. C. Nnachi; N. Sui; B. Ke; Z. Luo; N. Bhalla; D. He; Z. Yang (2022), Biosensors for rapid detection of bacterial pathogens in water, food and environment,Environment International
  • [8] P. Visciano; M. Schirone (2020), Rapid Methods for Assessing Food Safety and Quality,Foods
  • [9] G. Pampoukis; A. E. Lytou; A. A. Argyri; E. Z. Panagou; G. J. E. Nychas (2022), Recent Advances and Applications of Rapid Microbial Assessment from a Food Safety Perspective,Sensors
  • [10] M. Jamal; T. K. Dey; T. Nasrin; A. Khosla; K. M. Razeeb (2022), Nanostructured Materials for Sensing pH: Evolution, Fabrication and Challenges,Journal of The Electrochemical Society
  • [11] S. A. Pullano; C. D. Critello; I. Mahbub; N. T. Tasneem; S. Shamsir; S. K. Islam; M. Greco; A. S. Fiorillo (2018), EGFET-Based Sensors for Bioanalytical Applications: A Review,Sensors
  • [12] R. Avolio; A. Grozdanov; M. Avella; J. Barton; M. Cocca; F. D. Falco; A. T. Dimitrov; M. E. Errico; P. Fanjul-Bolado; G. Gentile; P. Paunovic; A. Ribotti; P. Magni (2022), Review of pH sensing materials from macro- to nano-scale: Recent developments and examples of seawater applications,Critical Reviews in Environmental Science and Technology
  • [13] R. P. Buck; S. Rondinini; A. K. Covington; F. G. K. Baucke; C. M. A. Brett; M. F. Camoes; M. J. T. Milton; T. Mussini; R. Naumann; K. W. Pratt; P. Spitzer; G. S. Wilson (2002), Measurement of pH. Definition, Standards, and Procedures,Pure and Applied Chemistry
  • [14] S. Sinha; T. Pal (2021), A comprehensive review of FET-based pH sensors: materials, fabrication technologies, and modeling,Electrochemical Science Advances