Статья 16313

Название статьи

ИССЛЕДОВАНИЕ ЧАСТОТНЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ ЕМКОСТИ НАНОСТРУКТУР НА ОСНОВЕ SIO2-SNO2

Авторы

Аверин Игорь Александрович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой нано- и микроэлектроники, Пензенский государственный университет 
(Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), micro@pnzgu.ru
Игошина Светлана Евгеньевна, кандидат физико-математических наук, доцент, кафедра естественнонаучных и технических дисциплин, Кузнецкий институт информационных и управленческих технологий филиал Пензенского государственного университета
(Россия, Пензенская область, г. Кузнецк, ул. Маяковского, 57А), sigoshina@mail.ru
Карманов Андрей Андреевич, аспирант, Пензенский государственный университет
(Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), micro@pnzgu.ru

Индекс УДК

 539.21, 621.315.592

Аннотация

Актуальность и цели. Разработка мультисенсорных систем для качественного и количественного анализа газового состава окружающей среды с высокой чувствительностью и низким энергопотреблением является актуальной задачей для нефтегазовой промышленности, медицины и т.д. Использование возмущающего электрического воздействия с переменной частотой при заданной рабочей температуре позволяет увеличить чувствительность и селективность элементов мультисенсорных систем. Целью работы является контролируемое изменение проводимости и емкости наноструктур на основе диоксида олова за счет условий получения для определения максимальной чувствительности и селективности сенсоров.
Материалы и методы.
Чувствительные элементы мультисенсоров представляют наноструктуры на основе SiO2-SnO2 с различным содержанием диоксида олова, полученные методами золь-гель-технологии. Для исследования наноструктур использовались: атомно-силовая микроскопия, инфракрасная спектроскопия и автоматизированные исследовательские стенды.
Результаты.
Исследованы частотные зависимости емкости наноструктур на основе SiO2-SnO2 при различной массовой доле диоксида олова. Установлено, что в диапазоне частот от 100 Гц до 100 кГц наблюдается степенной вид частотной зависимости емкости с показателем степени n = 0,3–0,5 с последующим насыщением в области высоких частот. 
Выводы.
Емкость наноструктур на основе SiO2-SnO2 определяется условиями получения, включая массовую долю диоксида олова, миграционной поляризацией и дрейфом протонов по перколяционному стягивающему кластеру адсорбированной воды. Рост емкости наноструктур при увеличении массовой доли диоксида олова, вероятно, связан с изменением типа морфоструктуры.

Ключевые слова

зачистка, центробежно-планетарная обработка, полимерный материал, оптимизация технологических режимов.

 

 Скачать статью в формате PDF

Список литературы

1. Аверин, И. А. Чувствительный элемент газового сенсора с наноструктурированным поверхностным рельефом / И. А. Аверин, В. А. Мошников, А. С. Никулин, Р. М. Печерская, И. А. Пронин // Датчики и системы. – 2011. – № 2. –С. 24–27.
2. Сысоев, В. В. Мультисенсорные системы распознавания газов на основе металооксидных тонких пленок и наноструктур : дис. … д-ра техн. наук / Сысоев В. В. – Саратов, 2009. –364 с.
3. Грачева, И. Е. Возмущающее электрическое воздействие с переменной частотой как новая перспектива для увеличения чувствительности и селективности в системах типа «электронный нос» / И. Е. Грачева, В. А. Мошников // Известия Российского государственного педагогического университета им. А. И. Герцена. – 2009. – № 79. – С. 100–107.
4. Грачева, И. Е. Анализ процессов на поверхности газочувствительных наноструктур методом спектроскопии полной проводимости / И. Е. Грачева,
В. А. Мошников // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». Сер. Физика твердого тела и электроника. – 2008. – № 6. – С. 19–24.
5. Карпова, С. С. Об особенностях спектров полной проводимости сетчатых нанокомпозитных слоев на основе диоксида олова / С. С. Карпова, И. Е. Грачева,
В. А. Мошников // Известия Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ». Сер. Физика твердого тела и электроника. – 2010. – № 4. – С. 3–7.
6. Аверин, И. А. Особенности синтеза и исследования нанокомпозиционных пленок, полученных методом золь-гель-технологии / И. А. Аверин, А. А. Карманов, В. А. Мошников, Р. М. Печерская, И. А. Пронин // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки. – 2012. – № 2 (22). – С. 155–162.
7. Мошников, В. А. Исследование материалов на основе диоксида кремния в условиях кинетики самосборки и спинодального распада двух видов / В. А. Мошников, И. Е. Грачева, И. А. Пронин // Нанотехника. – 2011. – № 2. – С. 46–54.
8. Аверин, И. А. Особенности низкотемпературной самоорганизации золей на основе двухкомпонентных систем «диоксид кремния – диоксид олова» / И. А. Аверин, Р. М. Печерская, И. А. Пронин // Нано- и микросистемная техника. – 2011. – № 11. – С. 27–30.
9. Аверин, И. А. Особенности фазового состояния неравновесных термодинамических систем полимер-растворитель / И. А. Аверин, И. А. Пронин // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки. – 2012. – № 2 (22). – С. 163–169.
10. Аверин, И. А. Типы фазового распада полимеров / И. А. Аверин, О. А. Александрова, В. А. Мошников, Р. М. Печерская, И. А. Пронин // Нано- и микросистемная техника. – 2012. – № 7. – С. 12–14.
11. Мошинков, В. А. Сетчатые газочувствительные нанокомпозиты на основе диоксидов олова и кремния / В. А. Мошинков, И. Е. Грачева // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. – 2009. – № S30. – С. 92–98.
12. Мошников, В. А. Сетчатые иерархические пористые структуры с электроадгезионными контактами / В. А. Мошников, И. Е. Грачева, С. С. Карпова,
Н. С. Пщелко // Известия Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ». – 2010. – № 8. – С. 27–32.
13. Аверин, И. А. Управляемый синтез тонких стекловидных пленок / И. А. Аверин, С. С. Карпова, В. А. Мошников, A. С. Никулин, P. М. Печеpская, И. А. Пронин // Нано- и микросистемная техника. – 2011. – № 1. – С. 23–25.
14. Основы водородной энергетики / под ред. В. А. Мошникова и Е. И. Терукова. –2-е изд. – СПб. : Изд-во Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ»,2011.–288 с.
15. Васильев, Р. Б. Тонкие пленки гетероструктуры на основе нанокристаллических оксидов металлов для газовых сенсоров : автореф. дис. … канд. хим. наук /Васильев Р. Б. – М., 2001. – 21 с.

 

Дата создания: 03.03.2014 13:54
Дата обновления: 03.03.2014 15:54