Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Полупроводниковые сенсоры газов, полученные методом химического осаждения

Работа №149593

Тип работы

Магистерская диссертация

Предмет

электротехника

Объем работы121
Год сдачи2024
Стоимость4700 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
21
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Реферат
Введение 6
1 Методы получения наноструктурированного SnO 2 7
1.1 Гидротермальный метод 10
1.2 Электропрядение 14
1.3 Термическое испарение 20
1.4 Золь - гель метод 24
1.5 Химическое осаждение из паровой фазы (CVD) 25
1.6 Другие методы 27
1.7 Получение газочувствительных слоев методом пиролиза 32
2 Разработка наноструктур SnO2 для газового зондирования 35
2.1 Газочувствительный механизм полупроводникового датчика газа ...36
2.1.1 . Иерархически структурированные микросферы SnO2 37
2.1.2. Тонкая пленка SnO2 толщиной 9 нм, функционализированная одноатомной платиной 38
2.1.3 . Импульсный датчик газа, содержащий наночастицы SnO2...39
2.1.4 . SnO2 1D наноструктуры 39
2.1.5 . Нанонити SnO2 с поверхностным аморфным слоем 40
2.1.6 . Частицы наностержней SnO2 с гранью 41
2.1.7 . Ориентированный массив наностержней SnO2 43
2.1.8 . SnO2 нанопиллары 45
2.1.9 . Нановолокна SnO2, легированные Y 46
2.1.10 . SnO2 нанопроволоки 48
2.1.11 . Гетероструктуры SnO2 49
2.2 Термическое вакуумное испарение в кислородосодержащей
атмосфере 50
3 Разработка методики получения модифицированного диоксида олова методом химического осаждения следующих составов SnO2-In2O3, SnO2-Fe2O3,
SnO2-ZnO 51
3.1 Теоретические основы метода химического осаждения 53
3.2 Рентгеноструктурный анализ 54
3.3 Просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ) 56
3.4 Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) 57
3.5 Рамановская спектроскопия 59
3.6 УФ - видимый анализ 60
3.7 Фотолюминесценция 63
3.8 Методика получения газочувствительных нанопорошков 65
4 Закономерности образования аморфных гидроксидов металлов из водных растворов солей 68
5. Режимы АСМ для мягких материалов 69
5.1 . Контактный режим (CM) 72
5.2 Латеральная силовая микроскопия (ЛФМ) 75
5.3 . Нанолитография 78
5.4 . Кривые сила - расстояние и функционализация зонда 80
5.5 . Кондуктивная АСМ (КАФМ) 83
5.6. Бесконтактный режим (NCM) 85
5.7 Сканирующая поляризационная силовая микроскопия( СПФМ).87
6 Исследование газочувствительных свойств нанокомпозитов составов SnO2-In2O3,SnO2-Fe2O3, SnO2-ZnO 90
7 Пожароопасные факторы в научно-исследовательской лаборатории и их
влияние на работу инженера исследователя 93
Заключение 95
Список использованных источников 96
Приложение А. Задание на выпускную квалификационную работу 97
Приложение Б. Заявление на проверку ВКР на оригинальность в системе «Антиплагиат.ВУЗ» и протокол проверки ВКР на оригинальность 98

Методы химического синтеза материалов находят широкое применение при изготовлении технических устройств различного функционального назначения. В последние годы среди материалов широкое распространение получают нанокомпозиты, обладающие способностью к эксплуатации в условиях высоких температур и агрессивных сред без значительной деградации механических свойств во времени большими потенциальными возможностями для создания материаловедческой базы новых научно-технических направлений: водородной энергетики, фотоники и нанофотоники, микро- и наносистемной техники, нанопьезотроники и др. Достижения методов метода химического осаждения обусловлены так называемым развитием технологий, обеспечивающих создание гибридных нанокомпозитов.
Особое место среди химических методов синтеза наноматериалов занимает метод химического осаждения. В зависимости от различных экспериментальных факторов (значение температуры, состав прекурсоров, катализаторов, добавок и др.) образование и эволюция структуры в методах химического осаждения протекают совершенно разными путями. Для углубленного понимания сущности процессов развиваются старые и предлагаются новые модели роста и эволюции. На этапе образования и созревания плодотворным является развитие модели диффузионно-лимитированного роста кластер-кластерной агрегации. При этом фрактальность первичных элементов существенно зависит от pH среды и при достижении определенных размеров частицы приобретают вид глобул.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!


Таким образом, в результате проведённых исследований разработаны физико-химические закономерности формирования газочувствительных нанокомпозитов на основе модифицированного диоксида олова, полученных методом химического осаждения. Показано, что диоксид олова является перспективным полупроводниковым материалом твердотельной электроники с точки зрения применения в газочувствительных датчиках адсорбционного типа. Особо место уделено возросшему вниманию к нанодисперсным материалам, нанокомпозитам и наноструктурам на основе диоксида олова. Выяснено, что наиболее перспективным способом получения нанодисперсных и наноструктурированных материалов метод химического осаждения, позволяющий при простоте и дешевизне технологических процессов формировать материалы с заданными свойствами. Сняты острые вопросы, связанные с управлением процессами, параметрами протекания реакций гидролиза и поликонденсации. Как правило, в литературе указывается на важность соблюдения процедур смешивания растворов, последовательностей проведения операций и т.д., при этом разработаны отсутствующие модели и методики анализа протекающих процессов на наноуровне.
Из теоретических соображений вытекает возможность повышения газочувствительности путем целенаправленного легирования. Получены отсутствующие экспериментальные способы, обеспечивающие получение сетчатой структуры с необходимыми параметрами.


1. T. Sahm, L. Madler, A. Gurlo, N. Barsan, S. E. Pratsinis and U. Weimar. Flame spray synthesis of tin oxide nanoparticles for gas sensing // Sensor and actuators, 98, (2004), p. 148-153;
2. G Korotcenkov, V. Brinzari, V. Golovanov and Y. Blinov. Kinetics of gas response to reducing gases of SnO2, films, deposited by spray pyrolysis // Sensor and actuators, 98, (2004), p. 41-45;
3. M.N.Rumyantseva, A.M.Gaskov, L.I.Ryabova, J.P.Senateur, B.Chenevier, M.Labeau. Pirosol spraing deposition of copper- and nickel-doped tin dioxide films / J.Mater.Sci.Eng.B, 41(1996),p. 331-338;
4. Selyama T., Fulki K., Shiokawa J. et al.: Chemical Sensors. -Amsterdam. - 1983. -197 p.;
5. Вощилова Р.М., Димитров Д.Ц., Долотов Н.И., Кузмин А.Р., Махин
A. В., Мошников В. А., Таиров Ю.М.. Формирование структуры газочувствительных слоев диоксида олова полученных реактивным магнетронным распылением. // Физика и техника полупроводников. 1995, - T. 29, -N 11, C.1987-1993;
6. A. Rozental, A. Tarre, A. Gerst, J. Sundqvist, A. Harsta, A. Aidla. Gas sensing properties of epitaxial SnO2 thin films prepared by atomic layer deposition // Sensor and actuators, 93, (2003), p. 552-555;
7. А.В.Евдокимов, М.Н.Муршудли, Б.И.Подлепецкий, А.Е.Ржанов, С.В.Фоменко, В.И.Филиппов, С.С.Якимов. Микроэлектронные датчики химического состава газов. // Зарубежная электронная техника. N 2(321), 1988, с. 3-39;
8. Андреева Е.В., Зильберман А.Б., Ильин Ю.Л., Махин А.В., Мошников
B. А., Яськов Д.А. Влияние этанола на электрофизические свойства диоксида олова. //ФТП, Т.27, N 7, 1993, С.1095-1100;
9. Ram Lab, Rajni Grover, Vispule R.D., et al./ Sensor Activity in Pulsed Laser Deposited and Ion Implonted Tin Oxide Thin Films// Thin Solid Films. 1991, V. 206, N 1-2, P. 88-93;
10. Masashi Shoyama and Noritsugu Hashimoto. Effect of poly ethylene glycol addition on the microstructure and sensor characteristics of SnO2 thinfilms prepared by sol-gel method//Sensor and actuators,93, (2003), p. 585-589;
11. H.P. Hubner, E. Obrmeier. Sensor and actuators,17,351,(1969);
12. Виолина Г.Н., Марасина Л.А., Семенов Н.Н. Физика и технология тонких пленок: Учеб. пособие / СПб: Изд-во СПбГЭТУ “ЛЭТИ”,2001;
13. В. П. Дорофеев, Е.А. Соснов, А.А Малыгин. Исследование методами СЗМ и эллипсометрии начальных стадий формирования титан- и оловооксидных нанопленок Si/SiO2. // Нанофизика и наноэлектроника. Материалы симпозиума. Том 1. Нижний Новгород, изд. Институ физики микроструктур РАН, 2005, стр.218-219;
14. Brinker C. J., Scherer G. W. Sol-Gel Science. The Physics and Chemistry of Sol-Gel Processing. San Diego: Academic Press. 1990;
15. Тонкие неорганические пленки в микроэлектронике / А. Н. Борисенко, В. В. Новиков, Н. Е. Приходько и др. Л.: Наука, 1972;...46


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ