Создание сенсора газа на основе нитевидных нанокристаллов диоксида олова
Д.А. Тимошенко, И.В. Синёв, В.В. Симаков
ФГБОУ ВО «Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского»
DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.731
Оригинальная статья
Аннотация: Методом осаждения из паровой фазы были выращены нитевидные нанокристаллы диоксида олова. Исследовано влияние технологических параметров синтеза на морфологию выращенных наноструктур. Показано, что увеличение парциального давления кислорода в диапазоне от 0,06 мбар до 9,3 мбар и температуры зоны осаждения в диапазоне от 940°С до 995°С приводит к увеличению диаметра формируемых нитевидных нанокристаллов. В экспериментах установлено, что средний диаметр нитевидных нанокристаллов варьировался от 80 нм до 250 нм. На основе полученных нанокристаллов был сформирован активный слой газового сенсора, чувствительный к парам ацетона в воздухе. Величина газочувствительности и характерные времена отклика полученного сенсора достаточны для практического применения в газоанализаторах и системах распознавания газовых смесей и запахов.
Ключевые слова: нитевидные нанокристаллы, диоксид олова, физическое осаждение из газовой фазы, сенсоры газа, газочувствительность
- Тимошенко Дмитрий Александрович – аспирант, ФГБОУ ВО «Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского»
- Синёв Илья Владимирович – к.ф.-м.н., доцент кафедры материаловедения, технологии и управления качеством, ФГБОУ ВО «Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского»
- Симаков Вячеслав Владимирович – д.т.н., профессор кафедры материаловедения, технологии и управления качеством, ФГБОУ ВО «Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского»
Ссылка на статью:
Тимошенко, Д.А. Создание сенсора газа на основе нитевидных нанокристаллов диоксида олова / Д.А. Тимошенко, И.В. Синёв, В.В. Симаков // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — Тверь: Твер. гос. ун-т, 2020. — Вып. 12. — С. 731-737. DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.731.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Симаков, В.В. Влияние температуры на скорость роста нитевидных нанокристаллов диоксида олова, сформированных методом физического осаждения из парогазовой фазы / В.В. Симаков, И.В. Синёв, А.В. Смирнов и др. // Журнал технической физики. – 2016. – Т. 86. – Вып. 4. – С. 96-100.
2. Lee S.P. Electrodes for semiconductor gas sensors // Sensors. – 2017. – V. 17. – I. 4. – Art. № 683. – 19 p. DOI:10.3390/s17040683.
3. Zaitsev, B.D. The influence of the metal film, placed close to the free side of the piezoelectric lateral electric field excited resonator, on its characteristics / B.D. Zaitsev, A.M. Shikhabudinov, A.A. Teplykh, I.A. Borodina // Ultrasonics. – 2018. – V. 84. – P. 107-111. DOI: 10.1016/j.ultras.2017.10.021.
4. Зайцев, Б.Д. Разработка бесконтактного метода измерения проводимости тонких пленок / Б.Д. Зайцев, А.М. Шихабудинов, А.А. Теплых, И.Е. Кузнецова // Ученые записки физического факультета Московского университета. – 2014. – № 5. – С. 145327-1-145327-6.
5. Nanofabrication for smart nanosensor applications; ed. by K. Pak, F. Gomez. In: Micro and Nano Technologies. – Amsterdam, Kidlington, Oxford, Cambridge: Elsevier, 2020. – 472 p.
6. Багнюков, К.Н. Влияние микролегирования пленки SnO2 серебром на чувствительность датчика газа к аммиаку при комнатной температуре / К.Н. Багнюков, С.И. Рембеза, В.А. Буслов, А.В. Асессоров // Вестник Воронежского государственного технического университета. – 2013. – Т. 9. – № 2. – С. 80-83.
7. Zhukova, A.A. Influence of antimony doping on structure and conductivity of tin oxide whiskers / A.A. Zhukova, M.N. Rumyantseva, A.M. Abakumov et al. // Thin Solid Films. – 2009. – V. 518. – I. 4. – P. 1359-1362. DOI: 10.1016/j.tsf.2009.02.150.
8. Wang, D. Gas-sensing properties of sensors based on single-crystalline SnO2 nanorods prepared by a simple molten-salt method / D. Wang, X. Chu, M. Gong // Sensors and Actuators B: Chemical. – 2006. – V. 117. – I. 1. – P. 183-187. DOI: 10.1016/j.snb.2005.11.022.
9. Dai, Z.R. Tin oxide nanowires, nanoribbons, and nanotubes / Z.R. Dai, J.L. Gole, J.D. Stout, Z.L. Wang // The Journal of Physical Chemistry B. – 2002. – V. 106. – I. 6. – P. 1274-1279. DOI: 10.1021/jp013214r.
10. Liu, J.B. Low-temperature preparation of Na0,5Bi0,5TiO3 nanowhiskers by a sol–gel–hydrothermal method / J. Liu, H. Wang, Y. Hou, et al. // Nanotechnology. – 2004. – V. 15. |– № 7. – P. 777-780. DOI: 10.1088/0957-4484/15/7/010.
11. Teng, B. Crystal growth, thermal and optical performance of BiB3O6 / B. Teng, J. Wang, H. Jiang, et al. // Journal of Crystal Growth. – 2001. – V. 233. – I. 1-2. – P. 282-286. DOI: 10.1016/S0022-0248(01)01526-3.
12. Wang, W. Preparation of SnO2 nanorods by annealing SnO2 powder in NaCl flux / W. Wang, C. Xu, X. Wang, el al. // Journal of Materials Chemistry. – 2002. – V. 12. – I. 6. – P. 1922-1925. DOI: 10.1039/B109130C.
13. Симаков, В.В. Влияние температуры на скорость роста нитевидных нанокристаллов диоксида олова, сформированных методом физического осаждения из парогазовой фазы / В.В. Симаков, И.В. Синёв, А.В. Смирнов и др. // Журнал технической физики. – 2016. – Т. 86. – Вып. 4. – С. 96-100.