ПЛІВКИ SnO2 І ZnO, СТРУКТУРОВАНІ З ВИКОРИСТАННЯМ ПОЛІМЕРІВ, ДЛЯ ВИЯВЛЕННЯ АМІАКУ

Автор(и)

  • Л. М. Філевська Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, Україна
  • А. П. Чебаненко Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, Україна
  • В. С. Гриневич Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, Україна
  • В. А. Сминтина Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, Україна
  • В. І. Ірха Державний університет інтелектуальних технологій і зв’язку, Україна

DOI:

https://doi.org/10.18524/0235-2435.2021.30.262802

Ключові слова:

оксид цинку, діоксид олова, нанорозмірні тонкі плівки, чутливість, детектування аміаку

Анотація

Резюме
Вивчено електрофізичні властивості на повітрі та в атмосфері з вмістом парів аміаку нанорозмірних плівок ZnO та SnO2, структурованих у процесі одержання з використанням полімерів. Досліджені електрофізичні властивості цих плівок на повітрі та в атмосфері з парами аміаку показали наявність значних змін провідності обох типів плівок. Природа цих змін різна. У парах аміаку струм у плівці оксиду цинку в багато разів більший, ніж у повітрі. А плівка оксиду олова в парах аміаку стає більш високоомною порівняно з її опором на повітрі. Виявлено, що провідність обох типів плівок контролюється міжкристалічними потенційними бар'єрами. Однак при контакті з парами аміаку ці бар'єри зменшуються в плівках оксиду цинку, тоді як плівці діоксиду олова спостерігається зворотний процес. В обох випадках спостерігається оборотний характер взаємодії молекул аміаку з оксидними плівками. І для ZnO, і для SnO2 чутливість до аміаку реєструється вже за кімнатної температури. Також було встановлено, що вихідні характеристики обох типів плівок швидко відновлювалися без додаткових заходів. Ці факти роблять досліджені наноструктуровані з використанням полімерів плівки ZnO та SnO2 перспективним матеріалом для чутливих елементів газових сенсорів аміаку.

Посилання

X. Wang, F. Sun, Y. Duan, Z. Yin, W. Luo, Y. Huang, J. Chen Highly sensitive, temperature-dependent gas sensor based on hierarchical ZnO nanorod arrays J. Mater. Chem. C., 3 (2015), pp. 11397-11405, 10.1039 / C5TC02187A.

Nguyen Xuan Thai, Nguyen Van Duy, Nguyen Van Toan, Chu Manh Hung, Nguyen Van Hieu and Nguyen Duc Hoa Effective monitoring and classification of hydrogen and ammonia gases with a bilayer Pt/SnO2 thin film sensor, International Journal of Hydrogen Energy, 2020, 45, 2418, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2019.11.072

Moos R. Solid State Gas Sensor Research in Germany – a Status Report, Sensors, 2009, Vol. 9, P. 4323—4365.

O. V. Anisimov, N. K. Maksimova, E. V. Chernikov, E. Y. Sevastyanov and N. V. Sergeychenko, "Sensitivity to NH3 of SnO2 thin films prepared by magnetron sputtering," 2009 International Siberian Conference on Control and Communications, 2009, pp. 189-193, doi: 10.1109/SIBCON.2009.5044854.

Znaidi, L. Sol–gel–deposited ZnO thin films: A review – Materials Science and Engineering: B, 2010, vol. 174, Issues 1—3, p. 18–30.

Foo K.L. Fabrication and Characterization of ZnO Thin Films by Sol–Gel Spin Coating Method for the Determination of Phosphate Buffer Saline Concentration – Current Nanoscience, 2013, №9, p. 1—5.

Dasari Sunil Gavaskar, P. Nagaraju, Yelsani Vijayakumar, P. S. Reddy & M. V. Ramana Reddy (2020) Low-cost ultra-sensitive SnO2-based ammonia sensor synthesized by hydrothermal method, Journal of Asian Ceramic Societies, 8:3, 605-614, DOI: 10.1080/21870764.2020.1769820.

R. Sankar Ganesh, E. Durgadevi, M. Navaneethan, V.L. Patil, S. Ponnusamy, C. Muthamizhchelvan, S. Kawasaki, P.S. Patil and Y. Hayakawa Low temperature ammonia gas sensor based on Mn-doped ZnO nanoparticle decorated microspheres, Journal of Alloys and Compounds, 2017, 721, 182, DOI: 10.1016/j.jallcom.2017.05.315

Xu Liu, Nan Chen, Bingqian Han, Xuechun Xiao, Gang Chen, Igor Djerdj and Yude Wang, Nanoparticle cluster gas sensor: Pt activated SnO2 nanoparticles for NH3 detection with ultrahigh sensitivity, Nanoscale, 2015,7, 14872-14880, https://doi.org/10.1039/C5NR03585F/

B. Ulug, H.M. Türkdemir, A. Ulug, O. Büyükgüngör, M. B. Yücel, V. S. Grinevich*, L. N. Filevskaya and V.A. Smyntyna. Structure, spectroscopic and thermal characterization of bis(acetylacetonato)dichlorotin(IV) synthesized in aqueous solution. Ukranian chemical journal. 2010, N 7. – P. 12-17.

Chebanenko A.P., Filevska L.M., Grinevych V.S., Smyntyna V.A. (2021) The Sensitivity to Moisture Peculiarities of Nanoscale Tin Dioxide Films Obtained by Means of Polymers. In: Fesenko O., Yatsenko L. (eds) Nanomaterials and Nanocomposites, Nanostructure Surfaces, and Their Applications. Springer Proceedings in Physics, vol 246. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-51905-6_25/

Pikus G.E. Fundamentals of the theory of semiconductor devices, M., Nauka, 1972, 340S.

Kovalenko M.V. Electronic energy structure, optical-spectral and sensory properties of ZnO-based nanostructures. -Kand.dis., Lvov, 2017, 198 pp.

Gevelyuk, S.A., Grinevych, V.S., Doycho, I.K. et al. The active environment influence on the luminescence of SnO2 nanoparticles’ ensembles in a porous matrix. Appl. Phys. A 126, 919 (2020). https://doi.org/10.1007/s00339-020-04101-4

Шейкмвн М.К., Шик А. Я. Долговременныерелаксации и остаточнаяпроводимость в полупроводниках (обзор). – ФТП, 1976, т.10(2), с. 209-233.

Kostiantyn V. Sopiha, Oleksandr I. Malyi, Clas Persson, and Ping Wu, Chemistry of Oxygen Ionosorption on SnO2 Surfaces, ACS Applied Materials & Interfaces 2021 13 (28), 33664-33676, DOI: 10.1021/acsami.1c08236.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-12-24

Номер

№ 30 (2021)

Розділ

Статті

Ліцензія

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

авторське право переходить до видання.