хлорид олова 2 химические свойства

316,56 Kb.НазваниеРазработка технологии изготовления, исследование свойств нанокомпозитного материала состава s I o 2 s n o X c u o y и характеристик сенсора газа на его основестраница1/3КОПЫЛОВА Наталья ФедоровнаДата конвертации12.11.2012Размер316,56 Kb.Тип   1     На правах рукописиКОПЫЛОВА Наталья ФедоровнаРазработка технологии изготовления, исследование свойств нанокомпозитного материала состава SiO2SnOxCuOy и характеристик сенсора газа на его основеСпециальность 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро - и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектахАвтореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наукТаганрог 2009Работа выполнена в Технологическом институте Южного федерального университета в г. Таганроге на кафедре Химии и экологии Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент В.В. ПЕТРОВ (ТТИ ЮФУ, г. Таганрог); Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор А.Г. ЗАХАРОВ (ТТИ ЮФУ, г. Таганрог) доктор химических наук, профессор В.М.ТАЛАНОВ (Южно-Российский государственный технический университет (НПИ) г. Новочеркасск) Ведущая организация: Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х. М. Бербекова (г. Нальчик) Защита состоится « 15 » октября 2009 г. в 14 ч. 20 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.208.23 Южного федерального университета по адресу: 347928, г. Таганрог, ул. Шевченко,2, ауд. Е-306С диссертацией можно ознакомиться в Зональной библиотеке Южного федерального университета.Автореферат разослан « ___ » _________ 2009 г.Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор И. Б. Старченко общая характеристика работы Актуальность работы Современное развитие промышленности и связанное с этим загрязнение воздушной среды требует создания систем контроля и своевременного предупреждения о превышении допустимых норм содержания в воздухе токсичных и горючих газов. Перспективным направлением создания таких систем является разработка сенсоров газов на основе неорганических оксидных газочувствительных материалов (ГЧМ). Наиболее известными ГЧМ являются оксиды олова, вольфрама, цинка, индия и т.д. Однако ГЧМ на основе этих оксидов обладают низкой селективностью к газам, невысокими чувствительностью и быстродействием, высокими рабочими температурами нагрева материала. Для улучшения газочувствительных характеристик разрабатывают двухкомпонентные (SnO2-Cu2O; SnO2-WO3; In2O3-Fe2O3; TiO2-WO3; ZnO-In2O3 и др.) и трехкомпонентные системы: (SnO2-Fe2O3-PdO; SnO2-SiO2-PtO; SiO2(SnOх,AgOу) и др). Поэтому разработка новых ГЧМ для сенсоров газов является актуальной задачей твердотельной электроники. Целью разработки новых видов ГЧМ является снижение его температуры нагрева, достижение высокой селективности к анализируемым газам, снижение предела чувствительности сенсора при одновременном увеличении амплитуды его отклика, стабильность сенсора во времени. Достижение поставленных целей предполагает разработку технологических основ получения новых видов ГЧМ. В этом смысле перспективной является золь-гель технология получения многокомпонентных нанокомпонентных оксидных пленок. Опыт получения структур типа SiO2SnOx и SiO2SnOxAgOy имеется на кафедре химии и экологии ТТИ ЮФУ. Добавление в такую систему оксидов меди, имеющих р-тип проводимости, должен способствовать получению новых свойств пленок ГЧМ.Цель и задачи диссертационной работыЦелью диссертационной работы является получение нанокомпозитного материала состава SiO2SnOxCuОУ и разработка на его основе сенсора газа. Достижение этой цели включает решение следующих задач: разработать технологию получения и синтезировать нанокомпозитные материалы состава SiO2SnOxCuОУ c различным соотношением олова и меди. определить закономерности процесса формирования и сохранения пленкообразующих свойств золь-гель раствора. выявить влияние параметров технологических режимов получения пленок нанокомпозитных материалов состава SiO2SnOxCuОУ на их состав, структуру и морфологию поверхности. исследовать физико-химические и электрофизические свойства полученных пленочных образцов нанокомпозитных материалов состава SiO2SnOxCuОУ. исследовать характеристики сенсоров на основе пленок нанокомпозитных материалов состава SiO2SnOxCuОУ. Объекты исследованияОбъектами исследования являются образцы нанокомпозитного материала состава SiO2SnOxCuОУ.Научная новизна работы1. Разработаны технологические основы и получен нанокомпозитный материал состава SiO2SnOxCuОУ, который является полупроводником p-типа проводимости. Ширина запрещенной зоны составляет 0,9-1,4 эВ для пленок ГЧМ, полученных из растворов с содержанием оксидов меди, и 0,34-0,51 эВ для пленок, полученных из растворов с содержанием нитрата меди. 2. Установлено, что пленки, полученные из растворов с содержанием Сu2O, представляют собой многокомпонентную систему аморфного диоксида кремния с включениями оксидов СuO и Sn2O3. При увеличении температуры отжига с 773 до 873 К размеры кристаллитов оксидов олова увеличиваются, а размеры кристаллитов оксидов меди СuO остаются неизменными. При увеличении в пленке соотношения Sn/Cu шероховатость поверхности увеличивается. 3. Установлено, что пленки, полученные из растворов с содержанием Сu(NO3)2, представляют собой многокомпонентную систему аморфного диоксида кремния с включениями оксидов меди - Сu2O , СuO и олова - Sn2O3, SnO, Sn3O4, и SnO2, а также и соединения SnSiO3. При увеличении температуры отжига с 773 до 873 К размеры кристаллитов оксидов олова и оксидов меди увеличиваются. При увеличении в пленке соотношения Sn/Cu шероховатость поверхности увеличивается. 4. Установлено, что соотношение Sn/Cu, созданное в золь-гель растворах с добавками Сu(NO3)2, сохраняется в полученных из этих растворах пленках. 5. Предложен механизм взаимодействия молекул диоксида азота с поверхностью пленок состава SiO2SnOxCuОУ. 6. Предложена конструкция и технология изготовления сенсора диоксида азота.Практическая значимость:1. Разработана технология получения наноко

Разработка технологии изготовления, исследование свойств нанокомпозитного материала состава s I o 2 s n o X c u o y и характеристик сенсора газа на его основе

Разработка технологии изготовления, исследование свойств нанокомпозитного материала состава s I o 2 s n o X c u o y и характеристик сенсора газа на его основе