Газовые сенсоры являются незаменимыми для обеспечения безопасности современного производства. По этой причине исследования в данной области не теряют своей актуальности. Одним из перспективных направлений совершенствования газовых сенсоров является функционализация поверхности сенсора на основе нанонитей наночастицами, выполняющими роль катализаторов.
Коллективом авторов из калифорнийского университета был предложен свой газовый сенсор на основе нанонитей диоксида ванадия, покрытых наночастицами палладия. Ключевым моментом здесь является выбор материала нанонитей – диоксид ванадия в макроскопическом виде обладает легко доступным и резким переход металл-диэлектрик при температуре 680С. После каталитического распада молекулярного водорода на наночастицах палладия атомы водорода адсорбируются поверхностью нанонитей или встраиваются в решетку оксида ванадия, вызывая тем самым понижение температуры перехода металл-диэлектрик более чем на 10 градусов.
Описанный в статье газовый сенсор был получен следующим образом. В кварцевую лодку были помещены порошок VO2 и подложка SiO2/Si на расстоянии 5 мм друг от друга. После этого лодка была помещена в печь, над ней был продут гелий, после чего в течение 2 часов лодка нагревалась при температуре 6000C. После этого лодка была охлаждена до комнатной температуры и из нее были извлечены нанонити на подложке. После того, как нанонити были соединены с Ti/Au (10/400 нм) электродами (рис.1), методом испарения электронным лучом был нанесен слой наночастиц палладия (рис.2).
Чтобы продемонстрировать влияние водорода на изменение сопротивление нанонитей авторами исследовали зависимость силы тока от времени продувания водорода при температуре 45-55 0С (рис.3). Нетрудно заметить, что сила тока вначале изменяется незначительно, но спустя семь минут сила тока резко возрастает (на три порядка). При поддержании вакуума (менее 10-5 Тч) в течение суток сопротивление нанонитей заметно не изменяется. Однако при пропускании кислорода требуется 4 часа при температуре 50 0С для того, чтобы сопротивление достигло начального значения.
Полученные результаты дают основания полагать, что исследователями предложен чувствительный и селективный метод определения водорода.
Коллективом авторов из калифорнийского университета был предложен свой газовый сенсор на основе нанонитей диоксида ванадия, покрытых наночастицами палладия. Ключевым моментом здесь является выбор материала нанонитей – диоксид ванадия в макроскопическом виде обладает легко доступным и резким переход металл-диэлектрик при температуре 680С. После каталитического распада молекулярного водорода на наночастицах палладия атомы водорода адсорбируются поверхностью нанонитей или встраиваются в решетку оксида ванадия, вызывая тем самым понижение температуры перехода металл-диэлектрик более чем на 10 градусов.
Описанный в статье газовый сенсор был получен следующим образом. В кварцевую лодку были помещены порошок VO2 и подложка SiO2/Si на расстоянии 5 мм друг от друга. После этого лодка была помещена в печь, над ней был продут гелий, после чего в течение 2 часов лодка нагревалась при температуре 6000C. После этого лодка была охлаждена до комнатной температуры и из нее были извлечены нанонити на подложке. После того, как нанонити были соединены с Ti/Au (10/400 нм) электродами (рис.1), методом испарения электронным лучом был нанесен слой наночастиц палладия (рис.2).
Чтобы продемонстрировать влияние водорода на изменение сопротивление нанонитей авторами исследовали зависимость силы тока от времени продувания водорода при температуре 45-55 0С (рис.3). Нетрудно заметить, что сила тока вначале изменяется незначительно, но спустя семь минут сила тока резко возрастает (на три порядка). При поддержании вакуума (менее 10-5 Тч) в течение суток сопротивление нанонитей заметно не изменяется. Однако при пропускании кислорода требуется 4 часа при температуре 50 0С для того, чтобы сопротивление достигло начального значения.
Полученные результаты дают основания полагать, что исследователями предложен чувствительный и селективный метод определения водорода.
