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.
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