چکیده: حسگرهای گازی و نوری برخوردار از حساسیت بالا، زمان پاسخ‎دهی/ بازیابی مطلوب، دمای کار پایین، ارزان، دارای ساختار ساده، پایداری مناسب، تکرار پذیری، گزینش پذیری و حد تشخیص پایین، به شدت مورد نیاز بخش های مختلف صنعتی، حوزه های پزشکی، سلامت، کشاورزی، محیط زیست و معادن هستند. حسگرهای گازی/ نوری بر پایه نیم‏رسانای اکسید فلزی بدلیل برخورداری از ویژگی های مناسب شان در این زمینه کاندیدای بسیار مناسبی برای تجاری سازی می باشند. یکی دیگر از ویژگی های شاخص این حسگرها، امکان ساخت شان در ابعاد خیلی کوچک و قابلیت ساخت در مدارات مجتمع الکترونیکی، استفاده رو به گسترش آنها را در حوزه اینترنت اشیا و گجت های پوشیدنی نوید می دهد. حسگرهای نیم‏رسانای اکسید فلزی، با وجود ویژگی های برجسته، نقاط ضعف متعددی مانند دمای کار بالا، گزینش گری کم و در برخی موارد حتی پاسخ های ضعیف و زمان پاسخ‎دهی/ بازیابی طولانی دارند که چالش جدی برای تجاری سازی و توسعه کاربری آنهاست. برای غلبه بر این چالش ها نیز راه حل های متعددی مانند استفاده از آلایش، استفاده از مواد نانو ساختارو ساختارهای نا همگون، ترکیبات نانو کامپوزیتی، به کار گیری اتصالات شاتکی، جایگزینی تحریک نوری به جای تحریک حرارتی پیشنهاد شده است. بدلیل اهمیت موضوع، تحقیقات گسترده ای در زمینه حسگرهای گازی/نوری نیم‏رسانا در سرتاسر جهان در حال انجام است. موضوع این رساله انجام پژوهش های عملی به روی حسگرهای گازی/ نوری نیم‏رسانا بر پایه نانو ساختارهای اکسید قلع ( SnO2 ) و ساختارهای ناهمگون آن می باشد. در این رساله با سنتز نانو ساختارها، نانو کامپوزیت ها و ساختارهای ناهمگون اکسید قلع ( SnO2 ) و استفاده از آن ها در ساخت قطعات حسگری با هدف رفع برخی از چالش های موجود، تلاش شده است تا عملکرد حسگرهای گازی/نوری نیم‏رسانا بصورت محسوسی بهبود یابد و نتایج نشان می دهد که این تحقیق در حل برخی از چالش های موجود موفق بوده است. در اولین مرحله این پژوهش، نانو ذرات اکسید قلع با اندازه تقریبی nm10 به روش هیدروترمال سنتز شد و حسگر گازی ساخته شده بصورت موفقیت آمیزی در دمای اتاق نسبت به دو گاز آمونیاک و اتانول در مقابل چند گاز VOC گزینشگر بود. اما این حسگر از پایداری کوتاهی برخوردار بود. در مرحله بعد، برای بهبود گزینش گری و پایداری حسگر، ماده حسگری ZnO-SnO2 به روش رسوب دهی شیمیایی با تغییر درصد ترکیب مواد اولیه سنتز شد. نتایج آزمایشات حسگری نوری/ گازی دو قطعه حسگری تهیه شد. نتایج نشان داد که با تحریک نوری، دمای عملیاتی به 100 درجه سانتیگراد کاهش یافت و با تغییر در مورفولوژی مواد حسگری، یک نمونه با ساختار کروی از نانو ذرات ZnO-SnO2 با زمان پاسخ 4 ثانیه و درصد نسبی پاسخ 219%نسبت به گاز استون گزینش گر بود و نمونه با نانوساختارهای مکعبی Zn2SnO4 ، پاسخ های نوری مطلوبی در دراز مدت از خود نشان داد. به عبارتی، مشکل پایداری قطعات حل شد ولی دمای عملیاتی کمی افزایش یافت. برای کاهش دمای عملیاتی تا حد دمای اتاق و ساخت قطعات خود شارژ، از ترکیب سه تایی rGO-SnO2-ZnO با روش سنتز هیدروترمال استفاده شد. انجام آزمایشات بر روی این قطعات نشان داد که این کامپوزیت سه تایی، زمان پاسخ نوری بسیار کوتاه( زیر یک ثانیه) دارد و در دمای اتاق نسبت به گاز آمونیاک گزینش گری حدود 6 برابر بالاتر از گازهای دیگر دارد اما پایداری قطعه در حدود دو هفته بود. در ادامه کار با روش هیدروترمال، نانو کامپوزیت دو تایی rGO-SnO2 سنتز شد که توانست با پایداری دو ماهه در دمای اتاق نسبت به گاز آمونیاک گزینش گر باشد و پاسخ حدود 10 برابر بیشتر از سایر گازها با زمان پاسخ سریع از خود نشان دهد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که حسگرهای نانو کامپوزیتی SnO2 با عملکرد مطلوب، گزینه مناسبی جهت استفاده در دنیای واقعی برای کاربردهای پزشکی و گجت های هوشمند، است.