«Characterization of chemiresistive halide perovskite-based gas sensors»
της Μαρίας Χρυσούλας Μπουζουνιεράκη, μεταπτυχιακής φοιτήτριας του Προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών «Ηλεκτρονικά Συστήματα
Τηλεπικοινωνιών & Αυτοματισμών (ΗΣΤΑ)»
Επιβλέπων Καθηγητής: ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΚΑΚΑΒΕΛΑΚΗΣ
H παρουσίαση θα πραγματοποιηθεί την Δευτέρα 20 Ιουλίου 2026 στις 10:00 διαδικτυακά με σύνδεσμο παρακολούθησης
https://meet.google.com/mot-qcvs-xhz
ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
Οι αλογονιδικοί περοβσκίτες μετάλλων (MHPs) αποτελούν σήμερα ένα από τα πιο υποσχόμενα υλικά για τη δημιουργία χημειανθεκτικών αισθητήρων αερίων που λειτουργούν σε θερμοκρασία δωματίου. Το μεγάλο τους πλεονέκτημα εντοπίζεται στην υψηλή κινητικότητα των φορέων φορτίου και στην εύκολα ρυθμίσιμη χημεία της επιφάνειάς τους. Παρ’ όλα αυτά, η πρακτική τους εφαρμογή αντιμετωπίζει σημαντικές προκλήσεις, με κυριότερες τη διολίσθηση
της γραμμής βάσης (baseline drift) και τις ηλεκτρικές αστάθειες κατά τη λειτουργία τους. Στο πλαίσιο αυτό, η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει στη συστηματική μελέτη της ηλεκτρικής συμπεριφοράς, της περιβαλλοντικής σταθερότητας και της ικανότητας ανίχνευσης όζοντος λεπτών υμενίων 𝐶𝐻3𝑁𝐻3𝑃𝑏𝐼3−𝑥𝐶𝑙𝑥 , τα οποία αναπτύχθηκαν με χημικές μεθόδους υγρής φάσης (solution processing). Για να κατανοήσουμε πώς επηρεάζει η χημική σύνθεση την απόδοση των διατάξεων, κατασκευάσαμε και δοκιμάσαμε αισθητήρες με τρεις διαφορετικές αναλογίες μάζας των πρόδρομων ενώσεων MAI.
Ο βασικός ηλεκτρικός και οπτοηλεκτρονικός χαρακτηρισμός έφερε στο φως πολύ ενδιαφέρουσες διαφορές ανάμεσα στις τρεις συνθέσεις. Όταν εκτέθηκαν σε όζον σε θερμοκρασία δωματίου, οι αισθητήρες αυτοί αντέδρασαν άμεσα και δυναμικά, δείχνοντας ξεκάθαρη ευαισθησία ακόμα και σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις (από 2700 ppb έως και 210 ppb). Από την μία αποδείχθηκε η ευαισθησία των αισθητήρων, γεγονός που οφείλεται στην ελεγχόμενη παρουσία ατελειών και κενών αλογονιδίου στην επιφάνειά, τα οποία λειτουργούν ως ιδανικές θέσεις για τη χημική προσρόφηση του αερίου.
Από την άλλη πλευρά, η οριακή αύξηση της αναλογίας άλλαξε εντελώς τα δεδομένα. Η διάταξη αυτή παρουσίασε μια μετάβαση σε οιονεί μεταλλική συμπεριφορά, με πολύ υψηλά ρεύματα βάσης (στα μιλιαμπέρ) και απόλυτα γραμμική (ωμική) συμπεριφορά, η οποία παρέμεινε ανεπηρέαστη τόσο από τις μεταβολές του φωτός όσο και από τις μικρές θερμοκρασιακές διακυμάνσεις. Αυτή η αλλαγή οδήγησε σε μια μορφή “χημικής τύφλωσης”, καθώς ο αισθητήρας
εμφάνισε ελάχιστη απόκριση μόνο σε πολύ υψηλές συγκεντρώσεις όζοντος και κορεστηκε αμέσως, λόγω της έλλειψης ενεργών θέσεων στην επιφάνειά του.
Τέλος, μέσα από δοκιμές συνεχούς έκθεσης και μακροχρόνιας παρακολούθησης, μελετήθηκε σε βάθος το φαινόμενο της διολίσθησης της γραμμής βάσης. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η σταθερότητα των αισθητήρων υπονομεύεται κυρίως από την αλλοίωση του κρυσταλλικού
πλέγματος, την επιφανειακή οξείδωση και τη μετανάστευση ιόντων υπό την επίδραση του ηλεκτρικού πεδίου. Τα ευρήματα αυτά προσφέρουν έναν πολύτιμο οδηγό για τον σωστό στοιχειομετρικό σχεδιασμό των υλικών, ανοίγοντας τον δρόμο για τη δημιουργία πιο σταθερών και αξιόπιστων αισθητήρων περοβσκίτη.