Введение
Глава 1. Физико-химические основы работы полупроводниковых газовых сенсоров и методы их получения (обзор литературы) 15
1.1. Механизмы адсорбционного отклика сенсоров на основе металлооксидных полупроводников на воздействие газовоздушных смесей 15
1.1.1. Хемосорбционное искривление энергетических зон полупроводника 15
1.1.2. Типы полупроводниковых адсорбентов 17
1.1.3. Механизмы электропроводности и адсорбционного отклика тонких пленок диоксида олова 20
1.1.3.1. Двухканальная модель проводимости 20
1.1.3.2. Физико-химические процессы на поверхности Sn02 при воздействии восстановительных газов 23
1.1.3.3. Адсорбционный отклик сопротивления (проводимости) тонких пленок диоксида олова при воздействии восстановительных газов 26
1.1.3.4. Кинетика формирования отклика 32
1.2. Требования, предъявляемые к полупроводниковым газовым сенсорам, и способы их обеспечения 37
1.2.1. Селективность по отношению к различным газам 38
1.2.1.1. Роль нанесенных катализаторов 39
1.2.1.2. Влияние примесей в объеме диоксида олова на свойства сенсоров 42
1.2.2. Стабильность параметров сенсоров при эксплуатации в реальных условиях 45
1.2.2.1. Влияние влажности на сопротивление и адсорбционный отклик сенсоров 45
1.2.2.2. Механизмы деградации сенсоров при долговременных испытаниях 49
1.2.2.3. Использование режима термоциклирования и мультисенсорных систем для повышения селективности и стабильности параметров сенсоров 51
1.3. Основные методы нанесения пленок и влияние условий напыления диоксида олова на электрические и газочувствительные характеристики сенсоров 56
Заключение 64
Глава 2. Методы получения и исследования свойств тонкопленочных газовых сенсоров 67
2.1. Технология изготовления сенсоров 68
2.1.1. Технология катодного напыления полупроводниковых пленок 68
2.1.2. Технология ВЧ-магнетронного напыления 69
2.2. Методики измерения характеристик сенсоров 72
Глава 3. Влияние структуры и свойств тонких пленок SnCb на их электические и газочувствительные характеристики 79
3.1. Зависимость свойств полупроводниковых пленок от условий напыления 80
3.2. Зависимость состава и свойств пленок диоксида олова от режимов термообработки 86
3.3. Влияние примесей в объеме диоксида олова и нанесенного Pt катализатора на электрические и газочувствительные свойства сенсоров 92
3.4. Обсуждение экспериментальных данных 96
Выводы к главе 3 100
Глава 4. Механизмы электропроводности и адсорбционного отклика тонких пленок Sn02 на воздействие восстановительных газов 102
4.1. Влияние адсорбции восстановительного газа на электрическую проводимость сенсора 102
4.2. Экспериментальные данные для водорода и метана и обсуждение 106
4.2.1. Температурная зависимость проводимости сенсора 106
4.2.2. Зависимость отклика сенсора от концентрации Н2 и 0 107
4.2.3. Зависимость отклика сенсора от температуры 110
4.2.4. Зависимость отклика сенсора от времени после начала действия Н2 и СИ» 112
4.3. Особенности отклика тонких пленок Pt/Sn02:Sb на воздействие СО... 115
4.4. Колебания проводимости тонкопленочных сенсоров при длительном воздействии СО 121
Выводы к главе 4 124
Глава 5. Механизмы деградации газочувствительных элементов при эксплуатации и поиск путей стабилизации параметров сенсоров 126
5.1. Влияние паров воды на электропроводность и отклик сенсора 126
5.2. Экспериментальные исследования влияния влажности и температуры окружающей среды на свойства тонких пленок Pt/Sn02:Sb в чистом воздухе и при воздействии газов 129
5.3. Особенности профилей проводимость - время сенсоров при термоциклировании 136
5.3.1. ППВ тонких пленок в чистом воздухе 136
5.3.2. Особенности ГШВ сенсоров в зависимости от типа восстановительного газа 139
5.3.3. Влияние влажности и температуры окружающей среды на характеристики сенсоров при термоциклировании 148
5.3.4. Методы корректировки показаний сенсоров с учетом изменения влажности 152
5.4. Приборы на основе тонкопленочных полупроводниковых сенсоров... 154
Выводы к главе 5 159
Заключение 162
Список использованной литературы
