Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов
Основан в 2009 году

Синтез и диагностика газочувствительных наноструктур на основе соединений молибдена

С.С. Налимова1, З.В. Шомахов2, А.Д. Чупрова1, А.М. Гукетлов2

1 ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)»
2 ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова»

DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.1009

Краткое сообщение

Аннотация: В последние годы активно исследуются различные дихалькогениды переходных металлов, которые представляют интерес для множества областей применений, в том числе газовых сенсоров. В данной работе газочувствительные наноструктуры на основе дисульфида молибдена и оксида молибдена получены гидротермальным методом. Химический состав поверхности полученных образцов исследован с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Проанализированы газочувствительные свойства синтезированных структур к парам изопропилоовго спирта и ацетона при вариации температуры детектирования. Показано, что в результате термообработки при 150°С происходит частичное окисление дисульфида молибдена. Отжиг образцов MoS2 при 400°С приводит к полному окислению до MoO3. Анализ газочувствительных свойств структур показал, что максимальный отклик к парам изопропилового спирта и ацетона имеет оксид молибдена во всем исследуемом температурном диапазоне. Как дисульфид молибдена, так и оксид молибдена показывают лучший отклик к парам изопропилового спирта по сравнению с ацетоном.

Ключевые слова: хемосорбционные газовые сенсоры, дисульфид молибдена, оксид молибдена, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия

  • Налимова Светлана Сергеевна – к.ф.-м.н., доцент кафедры микро- и наноэлектроники, ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)»
  • Шомахов Замир Валериевич – к.ф.-м.н., доцент кафедры электроники и информационных технологий, ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова»
  • Чупрова Александра Денисовна – студент 4 курса кафедры микро- и наноэлектроники, ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)»
  • Гукетлов Аслан Мухамедович – студент 1 курса магистратуры Института информатики, электроники и робототехники, ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова»

Ссылка на статью:

Налимова, С.С. Синтез и диагностика газочувствительных наноструктур на основе соединений молибдена / С.С. Налимова, З.В. Шомахов, А.Д. Чупрова, А.М. Гукетлов // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2023. — Вып. 15. — С. 1009-1016. DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.1009.

Полный текст: загрузить PDF файл

Библиографический список:

1. Dhall, S. A review on environmental gas sensors: Materials and technologies / S. Dhall, B.R. Mehta, A.K. Tyagi, K. Sood // Sensors International. – 2021. – V. 2. – Art. № 100116. – 10 p. DOI: 10.1016/j.sintl.2021.100116.
2. Bobkov, A.A. Study of gas-sensitive properties of zinc oxide nanorod array at room temperature / A.A. Bobkov, D.S. Mazing, A.A. Ryabko et al. // Proceedings of the 2018 IEEE International Conference on Electrical Engineering and Photonics, 22-23 October 2018, Saint Petersburg. – 2018. – P. 219-221. DOI: 10.1109/EExPolytech.2018.8564407.
3. Bobkov, A. Impedance spectroscopy of hierarchical porous nanomaterials based on por-Si, por-Si incorporated by Ni and metal oxides for gas sensors / A. Bobkov, V. Luchinin, V. Moshnikov, S. Nalimova, Y. Spivak // Sensors. ‒ 2022.‒V. 22.‒ I. 4. ‒ Art. № 1530. ‒ 14 p. DOI: 10.3390/s22041530.
4. Moshnikov, V.A. Hierarchical nanostructured semiconductor porous materials for gas sensors / V.A. Moshnikov, I.E. Gracheva, V.V. Kuznezov et al. // Journal of Non-Crystalline Solids. ‒ 2010. ‒ V. 356. ‒ I. 37-40. ‒ P. 2020-2025. DOI: 10.1016/j.jnoncrysol.2010.06.030.
5. Налимова, С.С. Управление функциональным составом поверхности и улучшение газочувствительных свойств металлооксидных сенсоров посредством электронно-лучевой обработки / С.С. Налимова, С.В. Мякин, В.А. Мошников // Физика и химия стекла. – 2016. – Т. 42. – № 6. – С. 773-780.
6. Мошников, В.А. Газочувствительные слои на основе фрактально-перколяционных структур / В.А. Мошников, С.С. Налимова, Б.И. Селезнев // Физика и техника полупроводников. – 2014. – Т. 48. – № 11. – С. 1535-1539.
7. Hou, X. Enhanced triethylamine-sensing properties of hierarchical molybdenum trioxide nanostructures derived by oxidizing molybdenum disulfide nanosheets / X. Hou, Y. Gao, H. Ji et al. // Journal of Colloid and Interface Science. – 2022. – V. 605. – P. 624-636. DOI: 10.1016/j.jcis.2021.07.053.
8. Bao, J. H2S sensor based on two-dimensional MoO3 nanoflakes: Transition between sulfidation and oxidation / J. Bao, Z. Zhang, Y. Zheng // Sensors and Actuators B. – 2021. – V. 345. – Art. № 130408. – 10 p. DOI: 10.1016/j.snb.2021.130408.
9. Singh, S. Room temperature high performance ammonia sensor using MoS2/SnO2 nanocomposite / S. Singh, S. Kumar, S. Sharma // Materials Today: Proceedings. – 2020. – V. 28. – Part 1. – P. 52-55. DOI: 10.1016/j.matpr.2020.01.208.
10. Wang, F. Hierarchical composites of MoS2 nanoflower anchored on SnO2 nanofiber for methane sensing / F. Wang, H. Liu, K. Hu et al. // Ceramics International. – 2019. – V. 45. – I. 17. – Part 1. – P. 22981-22986. DOI: 10.1016/j.ceramint.2019.07.342.
11. Kumar, R. High performance NO2 sensor using MoS2 nanowires network / R. Kumar, N. Goel, M. Kumar // Applied Physics Letters. – 2018. – V. 112. – I. 5. – Art. № 053502. – 5 p. DOI: 10.1063/1.5019296.
12. Kumar, R. UV-activated MoS2 based fast and reversible NO2 sensor at room temperature / R. Kumar, N. Goel, M. Kumar // ACS Sensors. – 2017. – V. 2. – I. 11. – P. 1744-1752. DOI: 10.1021/acssensors.7b00731.
13. Налимова, С.С. Синтез и исследование газочувствительных наноструктур системы Zn-Sn-O / С.С. Налимова, З.В. Шомахов, К.Н. Пунегова, А.А. Рябко, А.И. Максимов // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2021. – Вып. 13. – С. 910-918. DOI: 10.26456/pcascnn/2021.13.910.
14. Бобков, А.А. Получение гетероструктурных оксидных композиций для перспективных солнечных элементов нового поколения / А.А. Бобков, Н.А. Лашкова, А.И. Максимов и др. // Физика и техника полупроводников. – 2017. – Т. 51. – № 1. – С. 63-67.
15. Chamlagain, B. Electrical properties tunability of large area MoS2 thin films by oxygen plasma treatment / B. Chamlagain, S. I. Khondaker // Applied Physics Letters. – 2020. – V. 116. – I. 22. – Art. № 223102. – 5 p. DOI: 10.1063/5.0008850.
16. Torres, J. XPS and X-ray diffraction characterization of MoO3 thin films prepared by laser evaporation / J. Torres, J.E Alfonso, L.D. López-Carreño // Physica Status Solidi C. – 2005. – V. 2. – I. 10. – P. 3726-3729. DOI: 10.1002/pssc.200461782.
17. Рябко, А.А. Газочувствительность наноструктурированных покрытий на основе наностержней оксида цинка при комбинированной активации / А.А. Рябко, А.А. Бобков, С.С. Налимова и др. // Журнал технической физики. – 2022. – Т. 92. – Вып. 5. – С. 758-764. DOI: 10.21883/JTF.2022.05.52382.314-21.
18. Nalimova, S.S. Light-activation of gas sensitive layers based on zinc oxide nanowires / S.S. Nalimova, A.A. Ryabko, A.I. Maximov, V.A. Moshnikov // Journal of Physics: Conference Series. – 2020. – V. 1697. – Art. № 012128. – 6 p. DOI: 10.1088/1742-6596/1697/1/012128.

⇐ Предыдущая статья | Содержание | Следующая статья ⇒