Олексенко Людмила ПетрівнаМаксимович НелліФедоренко ГеоргійРіпко ОлександрСимоненко Єлизавета2024-12-192024-12-192023Нанорозмірні матеріали для створення високочутливих напівпровідникових газових сенсорів / Л. Олексенко та ін. Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Хімія. 2023. Вип. 1(58). С. 55–60.10.17721/1728-2209.2023.1(58).10https://ir.library.knu.ua/handle/15071834/5507В 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.Background . The development of new oxide nanosized materials based on tin dioxide is extremely relevant for creation of adsorptionsemiconductor gas sensors that have high sensitivity and good dynamic characteristics in combination with small mass, dimensions and low energy consumption. An increase in the sensitivities of the semiconductor sensors based on tin dioxide can be achieved, in particular, by reducing the sizes of the particles of the semiconductor materials, which leads to an increase in the proportion of atoms of the material on its surface in relation to the total number of atoms in the volume, which can determine the size effect in the formation of the sensitivities of the sensors. Methods . The physico-chemical properties of the synthesized materials were studied using TEM, XRF, IR spectroscopy, DTA-DTG, argon thermal desorption and electrophysical method. Results . Nanosized initial semiconductor tin dioxide based sensor material has been synthesized by sol-gel technique and characterized by XRD, IR-spectroscopy, DTA-DTG and TEM-methods. Nanosized SnO2-based sensor materials have been prepared from the pastes with different quantities of tin dioxide and carboxymethylcellulose and formatted at various temperatures 400 and 600 oC. It is found that the composition of the pastes significantly affects the characteristics of the sensors obtained on their base. The sensors created on the paste with 70 % SnO2 have the higher sensitivities to hydrogen.The characteristics of the sensors of different compositions are explained by necessity of the presence of a sufficient number of contacts between the particles of the sensor material, which ensure the electrical conductivity of the sensor. Extreme nature of the temperature dependences of the sensitivities of the sensors based on the synthesized materials confirms the contribution of the size effect in the formation of the sensitivity. Conclusions . High sensitive semiconductor sensors to hydrogen were created on the base of nanomaterial synthesized by a zol-gel method. Study of the gas-sensitive properties of hydrogen sensors created on the basis of the synthesized nanomaterial have shown the prospects of using it to create highly sensitive semiconductor gas sensors.ukнанорозмірні матеріализоль-гель-синтездіоксид олованапівпровідникові сенсориnanosized materialssol-gel synthesistin dioxidesemiconductor sensorssensitivity to hydrogenСтаття