ВВЕДЕНИЕ 5
1. Полупроводниковые свойства Сг2Оз 6
1.1. Основные свойства полупроводника Сг2Оз 6
1.2. Газочувствительные свойства Сг20з 7
1.2.1. Механизмы чувствительности полупроводников p-типа к газам 7
1.2.2 Обзор экспериментальных исследований газочувствительных свойств Сг2Оз 9
1.3. Особенности полупроводниковых свойств пленок Сг2Оз, полученных методом mist- CVD
Заключение по обзору литературы 14
2. Экспериментальные методы и материалы 15
3. Структурные свойства островковых плёнок СггОз, полученных методом mist-
CVD 18
4. Газочувствительные свойства Сг2Оз, полученных методом mist-CVD 20
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 25
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 26
Оксид хрома представляет интерес для разработки газовых сенсоров из-за его температурной стабильности, механической прочности и химической стойкости. Тем не менее, было проведено очень мало исследований газочувствительных свойств этого материала. Характеристики газовой чувствительности тонких пленок СггОз сильно зависят от внутренних физико-химических свойств материала и толщины этих тонких пленок. Последнее в значительной степени зависит от методов получения материала.
Актуальность работы состоит в использовании тонких пленок оксида хрома, полученных методом mist-CVD, в качестве газовых сенсоров. Газовых сенсоры резистивного типа применяемы в самых разнообразных сферах: от медицинской диагностики и мониторинга качества пищевых продуктов, до обнаружения токсичных, горючих или взрывоопасных газов в атмосфере.
В соответствии с целью установления и объяснения закономерностей изменения сопротивления плёнок СггОз, полученных методом mist-CVD, при воздействии газов в интервале температур 25 - 750 °C были поставлены следующие задачи:
1. Исследование газочувствительных свойств плёнок СггОз при воздействии Нг, NH3, СНд, NO2 и паров ацетона в интервале температур 25 - 750 °C
2. Сопоставление газочувствительных и структурных свойств плёнок СггОз
3. Разработка механизма сенсорного эффекта плёнок СггОз
Методами исследования будут служить измерение электропроводящих характеристик образцов в различных газовых смесях при помощи высокоточного оборудования, рентгенодифракционный анализ, атомно-силовая микроскопия.
В данном отчёте приводятся результаты исследования газочувствительных свойств плёнок СггОз при воздействии Нг, NH3, CPU, NO2 и паров ацетона в интервале температур 25 - 750 °C.
Проведены исследования газочувствительных и структурных свойств тонких пленок СггОз, полученных методом mist-CVD. Согласно структурным исследованиям плёнки обладают развитым и шероховатым микрорельефом. Тонкие плёнки СгзОз, являются островковыми, и каждый островок является монокристаллом. При этом видно, что множество островков контактируют между собой. Размер островков не более 3 мкм. Пленки демонстрировали высокие отклики Smax = 7,8 на воздействие паров ацетона с температурой максимального отклика Гтах = 500 °C. Пленки также продемонстрировали высокий отклик на NH3 Smax — 2. Для состаренных образцов отклики на пары ацетона уменьшились почти в 2 раза. Для газа NH3, наоборот, величина отклика возросла с 2 произвольных единиц до 4,5.
