Статья

Название статьи МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ХЕМОСОРБЦИИ НА ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ НАНОРАЗМЕРНЫХ ПЛЕНОК ZnO ДЛЯ УСТРОЙСТВ ГАЗОВОЙ СЕНСОРИКИ
Автор Д.И. Чередниченко, Е.Г. Замбург, И.А. Шипулин, Д.А. Голосов, С.М. Завадский
Рубрика РАЗДЕЛ II. НАНОМАТЕРИАЛЫ
Месяц, год 09, 2014
Индекс УДК 539.216.2
DOI
Аннотация Представлены результаты теоретических исследований влияния хемосорбции CO, CO2, NO2, CH4 и H2 на электрофизические параметры наноразмерных пленок ZnO для разработки газовых сенсоров и мультисенсорных систем на их основе. Получены зависимости толщины пленки от температуры и концентрации газа при условии полного ее обеднения носителями заряда с учетом мономолекулярности заполнения ее поверхности адсорбируемым газом, с использованием изотермы Ленгмюра. Зависимость электропроводности наноразмерных пленок ZnO от температуры и концентрации газа строилась на основе модели Шиффера с учетом процессов рекомбинации носителей заряда на заряженных и нейтральных примесях. Оценка изменения концентрации носителей заряда в присутствии газов и определение констант скорости прямой и обратной реакций из теории ударных столкновений, позволило получить зависимость газочувствительности наноразмерных пленок ZnO от температуры и концентрации детектируемых газов. Определены параметры наноразмерных пленок ZnO для селективного детектирования газов.

Скачать в PDF

Ключевые слова Хемосорбция; газочувствительность; наноразмерные пленки; ZnO.
Библиографический список 1. Агеев О.А., Мамиконова В.М., Петров В.В., Котов В.Н., Негоденко О.Н. Микроэлектронные преобразователи неэлектрических величин: учебное пособие. – Таганрог, 2000.
2. Егоров А.А. Систематика, принципы работы и области применения датчиков // Радиоэлектроника. – 2009. – № 3. – C. 22.
3. Ageev O.A., Gusev E.Y., Zamburg E.G., Vakulov D.E., Vakulov Z.E., Shumov A.V., Ivonin M.N. Nanocrystalline ZnO films grown by PLD for NO2 and NH3 sensor // Applied Mechanics and Materials. – 2014. – Vol. 475–476. – P. 446-450.
4. Сысоев В.В. Мультисенсорные системы распознавания газов на основе металооксидных тонких пленок и наноструктур: Дис. … д-ра техн. наук. – М., 2009. – C. 36-38.
5. Коноплев Б.Г., Агеев О.А. Элионные и зондовые нанотехнологии для микро- и наносистемной техники // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2008. – № 12 (89). – С. 165.
6. Агеев О.А., Коломийцев А.С., Михайличенко А.В., Смирнов В.А., Пташник В.В., Солодовник М.С., Федотов А.А., Замбург Е.Г., Климин В.С., Ильин О.И., Громов А.Л., Рукомойкин А.В. Получение наноразмерных структур на основе нанотехнологического комплекса НАНОФАБ НТК–9 // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2011. – № 1 (114). – С. 109-116.
7. Волькенштейн Ф.Ф. Электронные процессы на поверхности полупроводника при хемосорбции. – М.: Наука, 1987. – 431 c.
8. Hsueh T.–J., Hsu C.–L. Fabrication of gas sensing devices with ZnO nanostructure by the low–temperature oxidation of zinc particles // Sensors and Actuators B: Chemical. – 2008. – Vol. 131. – P. 572-576.
9. Dostanko A.P., Ageev O.A., Golosov D.A., Zavadski S.M., Zamburg E.G., Vakulov D.E., Vakulov Z.E. Electrical and optical properties of zinc oxide films deposited by the ion beam
sputtering of an oxide target // Fizika i Tekhnika Poluprovodnikov. – 2014. – Vol. 48, No. 9. – P. 1274-1279.
10. Yongki Min. Propertries and sensor performance of zinc oxide thin films. PhD dissertation. Yonsei University. Massachusetts Institute of Technology. 2003.
11. Громов В.Ф., Герасимов Г.Н., Белышева Т.В. Механизм сенсорного эффекта в кондуктометрических сенсорах на основе диоксида олова для детектирования газоввосстановителей // Российский химический журнал (Журнал Российского химического
общества им. Д.И. Менделеева). – 2008. – Т. LII, № 5. – С. 80-87.
12. Аничков Д.Г., Давыдов С.Ю. Влияние адсорбции на поверхностную подвижность носителей тока в полупроводниковой подложке // Физика твердого тела. – 2011. – T. 53, Вып. 4. – C. 820-823.
13. Schrieffer J.R. Effective carrier mobility in surface–space charge layers // Phys. Rev. – 1955. – Vol. 97, № 3. – P. 641-646.
14. Blatt F.J. Theory of mobility of electrons in solids // Academic Press Inc. – 1957. – P. 224.
15. Barsan N., Weimar U. Conduction model of metal oxide gas sensors // J. Electroceramics. – 2001. – Vol. 7. – P. 143-167.

Comments are closed.