Введение
Глава 1. Пленочные газочувствительные сенсоры на основе диоксида олова .11
1.1 Принцип действия адсорбционно-полупроводниковых газовых датчиков, их основные характеристики, достоинства и недостатки 11
1.2 Диоксид олова как материал для газочувствительных датчиков, основные свойства 15
1.3 Методы получения тонких пленок диоксида олова 18
1.4 Сенсорные структуры 25
1.5 Хемосорбция и катализ 31
1.6 Селективность и стабильность 33
1.7 Оценка электрических параметров газочувствительных слоев на основе диоксида олова 38
1.8 Деградация газочувствительных слоев 41
1.9 Выводы 43
Глава 2. Термодинамический анализ равновесия собственных и примесных точечных дефектов в диоксиде олова 45
2.1 Основные представления о собственных точечных дефектах в диоксиде олова и их влиянии на свойства материала 45
2.1.1 Точечные дефекты в кристаллах чистых соединений 46
2.1.2 Квазихимический подход. Основные зависимости 47
2.1.3. Влияние отклонения от стехиометрии на электрические свойства диоксида олова 50
2.2 Методика анализа равновесия собственных точечных дефектов 53
2.3 Выбор энергий активации процессов образования точечных дефектов 54
2.4 Расчет концентрации дефектов и носителей заряда в диоксиде олова. 58
2.5 Расчет концентрации точечных дефектов и носителей заряда в Sn02 в зависимости от давления кислорода при постоянной температуре (основные отличия по сравнению с беспримесным) 60
2.6 Расчет концентрации точечных дефектов и носителей заряда в зависимости от температуры при постоянном давлении кислорода (основные отличия по сравнению с беспримесным) 60
2.7 Расчет отклонения от стехиометрии в системе Sn-02 в зависимости от технологических условий получения слоев 62
2.8 Построение Ро2-Т -х диаграммы состояния Sn02-s на основании результатов расчета концентраций точечных дефектов и носителей заряда 65
2.9 Анализ результатов расчета концентраций точечных дефектов и носителей заряда в диоксиде олова 66
2.10 Выводы 69
Глава 3. Развитие модельных представлений о золь-гель процессах при формировании нанокомпозитов в системе Sn02-Si02 70
3.1 Технологические характеристики золь-гель метода 70
3.2 Основные принципы создания золей на основе диоксидов олова и кремния 72
3.3 Каталитические покрытия 74
3.4 Алкоголятная и безалкоголятная технологии. Модели физического и химического гелей 76
3.4.1 Основные закономерности при образовании "химического" геля 79
3.4.2 Основные закономерности при образовании "физического" геля 79
3.5 Возможность проведения золь-гель процесса по смешанному алкоксидно-солевому типу 81
3.6 Нанокомпозиты системы Sn02-Si02 82
3.6.1 Si02 83
3.6.2 Исследования золей, гелей и ксерогелей и формирование структуры газочувствительных слоев диоксида олова 84
3.6.3 Получение и исследование нанокомпозиционных материалов в системе Si02 - Sn02 90
3.7 Исследование системы 50SiO2-50SnO2 92
3.8 Исследование самопроизвольно гелировавшейся системы 50SiO2-50SnO2 96
3.9 Оценка размеров кристаллитов по данным РФА 97
3.10 Выводы
Глава 4. Анализ структурных и фазовых неоднородностей газочувствительных слоев, полученных методами золь-гель технологии ... 101
4.1 Оптические методы контроля и качества газочувствиельных слоев и каталитических покрытий 101
4.2 Рентгеноспектральный микроанализ слоев системы Si02-Sn02 107
4.3 Электронно-микроскопические исследования нанокомпозитных газочувствительных слоев 108
4.4 Модель повышения адгезионной способности нанокомпозитных слоев системы Si02-Sn02 111
4.5 Атомно-силовая микроскопия 114
4.6 Выводы 118
Глава 5. Исследование нановключений в композиционных материалах методом Внутреннего трения 119
5.1 Физические основы метода ВТ 119
5.2. Новые подходы к нанодиагностике протекания золь-гель процессов, основанные на методе внутреннего трения 122
5.3. Метод анализа капсулированных фаз водно-спиртовых растворов 124
5.4 Влияние экспериментальных факторов на состав водно-спиртовых нанофаз 127
5.5 Применение метода ВТ для оценки адгезионных характеристик газочувствительных слоев 131
5.6 Методика исследования газочувствительности пленок 131
5.7 Анализ параметров золь-гель процесса, влияющих на газочувствительность пленок 134
5.8 Перспективы создания газочувствительных сенсоров нового поколения 139
5.9 Выводы 143
Заключение 145
Список литературы 147
