Нанорозмірні матеріали для створення високочутливих напівпровідникових газових сенсорів

Нанорозмірні матеріали для створення високочутливих напівпровідникових газових сенсорів / Л. Олексенко та ін. Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Хімія. 2023. Вип. 1(58). С. 55–60.

В с т у п. Для створення адсорбційно-напівпровідникових газових сенсорів, що мають високу чутливість і хороші динамічні характеристики у поєднанні з малою масою, габаритами й низьким енергоспоживанням, надзвичайно
актуальним є розроблення нових оксидних нанорозмірних матеріалів на основі діоксиду олова.
Метою пропонованої роботи є підвищення чутливості напівпровідникових сенсорів на основі діоксиду олова, якого можна досягти, наприклад, зменшенням розміру частинок напівпровідникового матеріалу, що зумовлює збільшення частки атомів матеріалу на його поверхні щодо загальної кількості атомів в об'ємі, яка може обумовлювати розмірний ефект при формуванні чутливості сенсорів, а також синтезувати золь-гель-методом нанорозмірний діоксид олова й дослідити його як матеріал газочутливого шару сенсорів.
М е т о д и. Фізико-хімічні властивості синтезованих матеріалів вивчали методами ТЕМ, РФА, ІЧ-спектроскопії, ДТА-ДТГ, теплової десорбції аргону й електрофізичним методом.
Р е з у л ь т а т и. Золь-гель-методом синтезовано нанорозмірний вихідний напівпровідниковий матеріал на основі діоксиду олова й охарактеризовано його методами ІЧ-спектроскопії, РФА, ДТА-ДТГ, ТЕМ. Сенсорні наноматеріали, одержані із синтезованого діоксиду олова, було приготовано з паст, що містили різні кількості SnO2 та карбоксиметилцелюлози й були сформовані за температур 400 та 600 oС. Установлено, що склад пасти значною мірою впливає на характеристики сенсорів, отриманих на їх основі. Найвищу чутливість до водню мають сенсори, що створені на основі пасти із 70 % SnO2. Характеристики сенсорів різного складу пояснюються необхідністю наявності значної кількості контактів між частинками сенсорного матеріалу, що забезпечують електричну провідність сенсора. Екстремальний характер температурної залежності чутливості сенсорів, створених із синтезованого матеріалу, підтверджує внесок розмірного ефекту у формування чутливості.
В и с н о в к и . На основі нанорозмірного матеріалу, отриманого в ході золь-гель-синтезу, створено високочутливі напівпровідникові сенсори водню. Дослідження газочутливих властивостей до водню сенсорів, вироблених із синтезованого наноматеріалу, показали перспективність його використання для створення високочутливих напівпровідникових газових сенсорів.