Газочутливі властивості плівок діоксиду олова
Анотація
У цій роботі досліджується виготовлення та ефективність тонких плівок SnO2 для датчиків газу з використанням методу осадження при тиску 2 бар і швидкості потоку 8 мл/хв. Було розроблено багатошарову структуру, що складається з 14 шарів, кожен з яких має товщину 250 нм, оптимізованих для чутливості та стабільності. Газовий датчик, який має плівковий нагрівач і чутливі елементи, леговані 1% добавкою кремнію, продемонстрував широкий діапазон робочих температур (20-370°C). Характеристика змін опору виявила значний гістерезис перед ізотермічним відпалом, а значення опору стабілізувалися після тривалого впливу 370°C. Після відпалу датчик продемонстрував на три порядки більший опір, що вказує на покращену стабільність і електронні транспортні властивості. Допування 1N розчином AgNO3 значно підвищило чутливість до аміаку з порогом виявлення 500 ppm, тоді як чутливість до парів спирту знизилася, що свідчить про селективність. Експериментальні результати підтверджують, що локальне легування та термічна обробка ефективно покращують метрологічні характеристики датчиків на основі SnO2, роблячи їх придатними для виявлення токсичних газів.
Завантаження
Посилання
H.C. Wang, and M.J. Yang, “Fast response thin film SnО2 gas sensors operating at room temperature,” Sensors and Actuators В: Chemical, 119(2), 380–383 (2006). https://doi.org/10.1016/j.snb.2005.12.037
A. Mirzaei, et.al., “Resistive gas sensors based on metal-oxide nanowires,” J. Appl. Phys. 126, 241102 (2019). https://doi.org/10.1063/1.5118805
G. Velmathi, S. Mohan, and Rabinder Henry, “Analysis and Review of Tin Oxide-Based Chemoresistive Gas Sensor,” IETE Technical Review, (2015). https://doi.org/10.1080/02564602.2015.1080603
S.Z. Zainabidinov, A.Y. Boboev, N.Y. Yunusaliyev, and J.N. Usmonov, “An optimized ultrasonic spray pyrolysis device for the production of metal oxide films and their morfology,” East Eur. J. Phys. 3, 293 (2024), https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-3-30
A.S. Saidov, S.Z. Zainabidinov, M.U. Kalanov, A.Y. Boboev, and B.R. Kutlimurotov, “Peculiarities of photosensitivity of n-(GaAs)-p-(GaAs)1–x–y(ZnSe)x(Ge2)y structures with quantum dots,” Applied Solar Energy, 51(3), 206–208 (2015). https://doi.org/10.3103/S0003701X15030111
S. Zainabidinov, A.Y. Boboev, and N.Y. Yunusaliyev, “Effect of γ-irradiation on structure and electrophysical properties of S-doped ZnO films,” East European Journal of Physics, (2), 321–326 (2024). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-2-37
P. Patil, R. Kawar, S. Tanay, D. Amalnerkar, and P.S. Chigare, “Effect of substrate temperature on structural, electrical and optical properties of sprayed tin oxide (SnO2) thin films,” Ceramics International, 29, 725-734 (2003). https://doi.org/10.1016/S0272-8842(02)00224-9
T. Kobayashi, et al., “Process of crystallization in thin amorphous tin oxide film,” Journal of Crystal Growth, 243(1), 143-150 (2002). https://doi.org/10.1016/S0022-0248(02)01445-8
F.A. Akgul, et al., “Structural and electronic properties of SnO2,” Journal of Alloys and Compounds, 579, 50–56 (2013). http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2013.05.057
S.Z. Zaynabidinov, Sh.U. Yuldashev, A.Y. Boboev, and N.Y. Yunusaliyev, “X-ray diffraction and electron microscopic studies of the ZnO metal oxide films obtained by the ultrasonic spray pyrolysis method,” Herald of the Bauman Moscow State Technical University, Series Natural Sciences, 112(1), 78–92. (2024). https://doi.org/10.18698/1812-3368-2024-1-78-92
A. Aqilah, N.M. Sin, M. Mamat, M. Hussin, M. Abdullah, and N. Asli, “Effect of Annealing Temperature on the Structural Properties and Performance of ZnO/SnO2 Nanostructure of AZO-Based Humidity Sensor,” Nano Hybrids and Composites, 45, 53 (2024). https://doi.org/10.4028/p-QlV6Q7
U.O. Kutliev, M.K. Karimov, F.O. Kuryozov, and K.U. Otabaeva, “Analysis of InGaP(001) surface by the low energy ion scattering spectroscopy,” Journal of Physics: Conference Series, 1889(2), 022063 (2021). https://doi.org/10.1088/1742-6596/1889/2/022063
M.K. Karimov, U.O. Kutliev, S.B. Bobojonova, and K.U. Otabaeva, “Investigation of Angular Spectrum of Scattered Inert Gas Ions from the InGaP (001) Surface,” Physics and Chemistry of Solid State, 22(4), 742–745 (2021). https://doi.org/10.15330/pcss.22.4.742-745
A. Ibtisam, L. Doowon, Ch. Myoungsu, and H.D. Kim, “Advanced recovery and enhanced humidity tolerance of CNTs gas sensor using a filament heater,” Chemical Engineering Journal, 496, 154014 (2024). https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.154014
V.E. Bochenlov, and G.B. Sergeev, “Sensitivity, Selectivity, and Stability of Gas-Sensitive Metal-Oxide Nanostructures,” in: Metal oxide nanostructures and their applications, vol. 3. (American Scientific, Publishers, USA, 2010), pp. 31–52.
U.O. Kutliev, M.U. Otabaev, and M.K. Karimov, “Investigation Ne ions scattering from the stepped InP(001)<ī10> surface,” Journal of Physics: Conference Series, 2388(1), 012092 (2022). https://doi.org/10.1088/1742-6596/2388/1/012092
Sh.B. Utamuradova, Sh.Kh. Daliyev, J.J. Khamdamov, Kh.J. Matchonov, and Kh.Y. Utemuratova, “Research of the Impact of Silicon Doping with Holmium on its Structure and Properties Using Raman Scattering Spectroscopy Methods,” East Eur. J. Phys. (2), 274 (2024). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-2-28
S. Zainabidinov, Sh.Kh. Yulchiev, A.Y. Boboev, B.D. Gulomov, and N.Y. Yunusaliyev, “Structural properties of Al-doped ZnO films,” East Eur. J. Phys. (3), 282 (2024). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-3-28
Авторське право (c) 2024 Нурітдін Ю. Юнусалієв
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
