Preview

Вопросы радиоэлектроники

Расширенный поиск

РАЗРАБОТКА И ИЗГОТОВЛЕНИЕ МЕТАЛЛООКСИДНЫХ ГАЗОВЫХ СЕНСОРОВ НА ОСНОВЕ SNO2 С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЗОЛЬ-ГЕЛЬ ТЕХНОЛОГИИ

Полный текст:

Аннотация

В работе представлены результаты многолетних исследований, в результате которых впервые были разработаны технология и базовая конструкция металлооксидных газовых сенсоров, чувствительных к углекислому газу. Высокая чувствительность этих адсорбционных сенсоров была обеспечена за счет применения золь-гель технологии, что позволило в одном технологическом цикле легировать газочувствительный слой диоксида олова гадолинием и сурьмой, а на его поверхности сформировать каталитические слои, содержащие платину и палладий. Представлены результаты по формированию нескольких локальных областей на одном кристалле сенсора с различной комбинацией каталитических элементов. Спроектированы и изготовлены 2- и 4-элементные макетные образцы газовых сенсоров. Приведены результаты экспериментальных исследований изготовленных структур, полученные с применением рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и элементного анализа. На основе этих исследований оптимизированы составы пленок - источников диффузии Gd и Sb в диоксид олова, а также каталитических слоев, содержащих Pt и Pd, выбраны режимы их термообработки. На высокопрецизионном автоматизированном газоаналитическом комплексе исследованы газоаналитические характеристики макетных образцов сенсоров, включая селективную чувствительность к различным газам и компонентам газовых смесей. Исследована возможность получения селективно-чувствительных элементов сенсоров на одном кристалле для наиболее распространенных газовых смесей CO-CH4, CO-NO2, CO-NO, CH4-NO2, а также CO2. Разработаны рекомендации по использованию результатов выполненных исследований для применения селективных металлооксидных сенсоров для определения горючих и токсичных газов в различных отраслях экономики.
 

Об авторах

Ю. З. Бубнов
ЗАО «НИТИ–Авангард»
Россия

д. т.н., профессор, генеральный директор

Санкт-Петербург



И. В. Петрова
Институт химии силикатов им. И. В. Гребенщикова РАН
Россия

к. х.н., старший научный сотрудник

г. Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2, тел. 8 (812) 323-60-14



О. А. Шилова
Институт химии силикатов им. И. В. Гребенщикова РАН; Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»
Россия

д. х.н., заведующая лабораторией

г. СанктПетербург, наб. Макарова, 2, тел. 8 (812) 325-21-13



Список литературы

1. J. Blum, D. Avnir // Handbook of sol-gel science and technology: processing, characterization, and applications / Ed. Sumio Sakka, V. 3, New York, 2005. — P. 507—525.

2. Kim D. H., Yoon J. Y., Pack H. Ch., Kim K. H. CO2-sensing characteristics of SnO2 thick films by coating lantanium oxide // Sensors and actuators. B. 2000, V. 62. — P. 61—66.

3. Marsal A., Cornet A., Morante J. R. Study of CO and humidity interference in La doped tin oxide CO2 gas sensor // Sensors and actuators. B. 2003, V. 94. — P. 324—329.

4. Шилова, О.А., Чепик, Л. Ф., Бубнов, Ю. З. Свойства пленок, получаемых из растворов на основе тетраэтоксисилана, в зависимости от технологических аспектов их формирования // Журнал прикладной химии. — 1995. — Т. 68. — Вып. 10. — С. 1608—1612.

5. Бубнов, Ю.З., Шилова, О. А. Наноразмерные стекловидные пленки многофункционального назначения в технологии изготовления полупроводниковых газовых сенсоров // Технологии приборостроения. — 2003. — № 3 (7). — С. 60—71.

6. Шилова О. А. Наноразмерные пленки, получаемые из золей на основе тетраэтоксисилана, и их применение в планарной технологии изготовления полупроводниковых газовых сенсоров // Физика и химия стекла. — 2005. — Т. 31. — № 2. — С. 270—294.

7. Канунникова, О.М., Михайлова, С.С., Муравьев, А.Е., Гончаров, О.Ю., Шилова, О.А., Бубнов, Ю. З. Особенности строения золь-гель силикатных пленок, легированных Mn и Pt // Физика и химия стекла. — 2006. — Т. 32. — № 2. — С. 316—325.

8. Shilova, O. A. Synthesis and structure features of composite silicate and hybrid TEOS derived thin films doped by inorganic and organic additives // Journal of Sol-Gel Science and Technology. — 2013. — V. 68. — № . 3. — P. 387—410.

9. Смирнова, И.В., Шилова, О.А., Мошников, В.А., Панов, М.Ф., Шевченко, В.В., Клименко, Н. С. Исследование физикохимических свойств, структуры и состава наноразмерных боросиликатных пленок, полученных золь-гель методом // Физика и химия стекла. — 2006. — Т. 32. — № 4. — С. 632—646.

10. Смирнова, И.В., Шилова, О.А., Бубнов, Ю. З. Исследование параметров слоев, полученных диффузией бора и гадолиния из силикатных и гибридных пленок в кремний // Физика и химия стекла. — 2009. — Т. 35. — № 1. — С. 127—139.

11. Смирнова, И.В., Шилова, О.А., Мошников, В.А., Гамарц, А. Е. Особенности совместной диффузии бора и гадолиния в кремний из наноразмерных гибридных органо-неорганических пленок // Физика и техника полупроводников. — 2009. — Т. 43. — Вып. 10. — С. 1434—1439.

12. Петрова, И.В., Коваленко, Д.Л., Шилова, О.А., Бубнов, Ю. З. Разработка золь-гель технологии получения тонких наноструктурированных пленок для металлооксидных газовых сенсоров // Перспективные материалы. — 2011. Спец. выпуск: Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества. — № 11. — С. 342—349.

13. Александров, О.В., Высоцкая, С.А., Смирнова, И.В., Шилова, О. А. Влияние германия и гадолиния на диффузию бора в кремний из примесно-силикатного источника // Материалы электронной техники. — 2008. — № 1. — С. 22—26.

14. Петрова, И. В. Золь-гель технология силикатных и гибридных пленок — источников диффузии бора и гадолиния в кремний // Молодой ученый. — 2014. — № 10 (69). — С. 46—53.

15. Шилова, О.А., Петрова, И.В., Бубнов, Ю. З. Исследование влияния каталитических слоев, полученных золь-гель методом, на газоаналитические характеристики газовых сенсоров на основе SnO2 // Вопросы радиоэлектроники. — 2015. — Сер. Общетехническая (от). — вып. 1. — № 2. — С. 103—115.


Для цитирования:


Бубнов Ю.З., Петрова И.В., Шилова О.А. РАЗРАБОТКА И ИЗГОТОВЛЕНИЕ МЕТАЛЛООКСИДНЫХ ГАЗОВЫХ СЕНСОРОВ НА ОСНОВЕ SNO2 С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЗОЛЬ-ГЕЛЬ ТЕХНОЛОГИИ. Вопросы радиоэлектроники. 2016;(5):32-40.

For citation:


Bubnov Y.Z., Petrovа I.V., Shilova O.A. DEVELOPMENT AND PRODUCTION OF THE SnO2-DERIVED METAL-OXIDE GAS SENSORS USING SOL-GEL PROCESSING. Issues of radio electronics. 2016;(5):32-40. (In Russ.)

Просмотров: 18


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2218-5453 (Print)