2.4.3 Dasar Teoritis Sensor Kimia
Struktur Kristal dari semikonduktor seperti SnO
2
mengandung elektron berlebihan dan saat sensor kontak dengan di udara, oksigen diserap secara kimia
pada permukaan dengan reaksi berikut : O
2
+ 2e 2O
- ad
Berikut gambar pelat sensor gas :
Gas
Reaksi dipermukaan dengan oksigen, gas oksigen menyerap elektron dari dari SnO
2
memiliki kelebihan elektron. Reaksi ini mengarah pada konduktivitas listrik yang diukur sebagai resistensi listrik yang tinggi.
Setelah kontak dengan gas , maka reaksi permukaan diperlihatkan dalam persamaan :
Gas + O
- ad
GasO + e Dalam hal ini, gas menyerap oksigen secara kimia dan teroksidasi. Gas
teroksidasi dapat bertindak sebagai zat pereduksi yang dirasakan dengan tipe sensor melalui reaksi diatas mengarah pada oksidasi dan reduksi yang melibatkan
transfer elektron. Reaksi Gas + O
- ad
GasO + e, apabila konsentrasi gas meningkat maka “O
- ad
” yang diadsorbsi semakin banyak. Elektron yang lepas dari permukaan
SiO
2
Elek. Au Elek. Au
S
nO
2
RuO
2
Elek. Au Elek. Au
Gambar 2.1 Pelat Tipis sensor
11
Universitas Sumatera Utara
lapisan SnO
2
meningkat mengakibatkan peningkatan konduktivitas listrik pada lapisan SnO
2
dan pengurangan resistensi listrik. Dalam hal ini, gas dapat dianggap sebagai donor elektron. Karena jumlah elektron yang dimiliki setiap gas tidak sama
maka pembacaan sensor kimia secara spesifik untuk setiap gas yang akan disensing
dengan konsentrasi tertentu. 2.5. Sensor gas semikonduktor
Sensor gas semikondutor adalah sejumlah komponen elektronik yang menggunakaan sifat-sifat materi semikonduktor, yaitu Silikon, Germanium dan
Gallium Arsenide. Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam bentuk padat solid state, bukannya bentuk hampa vacuum state atau
bentuk gas gaseous state. Elemen sensing yang digunakan adalah material Tin oksida SnO
2
. Sensor ini mempunyai keunggulan harganya murah, bentuknya kecil, mudah dipindahkan portable, menggunakan arus listrik yang rendah dan
memiliki sensitifitas tinggi.
2.5.1 Cara Kerja Sensor Gas Semi konduktor