Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис.1. Устройство сенсора
Рис.2. Сенсорный отклик на RH (относительную влажность).
Рис.3. Сенсорный отклик на формальдегид

Прозрачный электронный «нос»

Ключевые слова:  оксид цинка, сенсорика

Опубликовал(а):  Гудилин Евгений Алексеевич

17 октября 2010

Оксид цинка, допированный галлием, – ZnO(Ga) – относится к группе проводящих прозрачных оксидов (TCO, transparent conductive oxides). Благодаря своим оптическим (оптическая прозрачность в широком диапазоне) и электрическим (высокая проводимость) свойствам ZnO(Ga) находит широкое применение в различных областях оптоэлектроники, используется для производства плоских дисплеев, прозрачных электродов (альтернатива дорогостоящим электродам на основе ITO), а также газовых сенсоров. В работе исследуется возможность использования наночастиц ZnO(Ga), полученных при разных условиях, для создания селективного сенсора на формальдегид в присутствии паров воды (относительная влажность, RH).

Наночастицы ZnO(Ga) были получены из раствора солей методом соосаждения с использованием NH4HCO3 в качестве осадителя. Осадок прокалили при 500ºС в течение 2 часов, диспергировали в воде и нанесли на кварцевую подложку центрифугированием полученной суспензии. Полученный материал подвергли отжигу при 600-1100ºС в течение 2 часов. Морфология полученных плёнок была исследована методом СЭМ: при увеличении температуры отжига размер частиц увеличивается. Для исследования сенсорных свойств была собрана следующая схема (рис.1).

Для образцов, полученных отжигом при 600-1100ºС, сенсорный отклик на воду практически не зависит от температуры отжига (рис.2), в то время как для формальдегида при повышении температуры отжига чувствительность уменьшается (рис.3). Данное различие авторы объясняют механизмом взаимодействия определяемых веществ с поверхностью: для воды – химическое равновесие (практически не зависит от размера частиц), для формальдегида – необратимая окислительно-восстановительная реакция (большая зависимость от площади поверхности).

На основании этих данных была предложена «система двух сенсоров», в которой использовался ZnO(Ga), полученный отжигом при температуре 600ºС (в качестве чувствительного элемента), а также ZnO(Ga), полученный отжигом при 1000ºС (в качестве эталонного сопротивления). Таким образом, конечный отклик зависит от соотношения откликов обоих элементов: в присутствии формальдегида наблюдается сенсорный сигнал, который практически отсутствует в присутствии паров воды.

Беззубов С.И., Воробьева Н.А., Ефимов А.А. (химический факультет МГУ), по материалам статьи: Han N., Tian Y., Wu X., Chen Y. Improving humidity selectivity in formaldehyde gas sensing by a two-sensor array made of Ga-doped ZnO // Sensors and Actuators B 138 (2009) 228–235


Источник:



Комментарии
Результат семинаров по статьям и обсуждения темы со студентами ФНМ и химического факультета МГУ. Подбор большинства статей для обсуждения - Лев Трусов (ФНМ МГУ).
Коваленко Артём, 18 октября 2010 13:00 
Не понятно, как пленку-то из порошка делали?
Пленки получали нанося на подложку суспензию
частиц. Затем подложку с частицами высушивали и
прокаливали, при этом может получиться пленка.

Неужто пленка у авторов получается прозрачной?
Сомнительно.. А кстати, зачем газовому сенсору
быть прозрачным?

А идея с семинарами по статьям хорошая.
Егоров Никита, 19 октября 2010 01:52 
Опять картинки, а когда будет действующая
модель?
Коваленко Артём, 19 октября 2010 11:20 
Спасибо, Егор.
Пленка пористая получилась или как?
Прозрачность сенсору не нужна, учитывая его
площадь :)
Так, для красивого словца добавили. Хорошо,
хоть не делают прозрачные солнечные батареи :)
Трусов Л. А., 19 октября 2010 11:50 
Коваленко Артём, 19 октября 2010 13:58 
Шикарно
Артем, наверное пористая, для сплошной -
температура маловата, да и, как ты верно
заметил, сенсору нужна большая поверхность.

Похоже, новая тенденция намечается, надо ловить
волну и начинать штамповать прозрачные
материалы :)
Владимир Владимирович, 20 октября 2010 16:54 
Похоже, новая тенденция намечается, надо ловить волну и начинать штамповать прозрачные материалы :)

И в наипервейшую очередь одеяний руководства.
Коваленко Артём, 21 октября 2010 00:42 
Ага, из графена!

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Нанотехнологии, как лепестки цветка
Нанотехнологии, как лепестки цветка

Международная онлайн-дискуссия «Квант будущего»
Фонд Росконгресс, Госкорпорация «Росатом», Российский квантовый центр и научно-популярное издание N+1 завершают серию международных онлайн-дискуссий «Квант будущего», где лидеры индустрии и ведущие мировые ученые обсуждают, как квантовые технологии уже изменили наш мир, и с какими вызовами помогут справиться в будущем.
Заключительная дискуссия «Квантовая революция: профессии будущего и трансформация образования» состоится 8 июля в 17:00 по московскому времени.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Супергибридный материал для хранения водорода. Двумерная соль. Существование виртуальных мультиферроиков подтверждено. Чёрные бабочки. Служение науке и немного поэзии.

Конкурс микрофотографий ZEISS Perspectives
Приглашаем специалистов, работающих с микроскопами ZEISS, Bruker, WITec принять участие в конкурсе микрофотографий ZEISS Russia&CIS «Перспективы».

Академия - университетам
Е.А.Гудилин, Ю.Г.Горбунова, С.Н.Калмыков
Российская Академия Наук и Московский университет во время пандемии реализовали пилотную часть проекта "Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии". За летний период планируется провести работу по подключению к проекту новых ВУЗов, институтов РАН, профессоров РАН, а также по взаимодействию с новыми уникальными лекторами для развития структурированного сетевого образовательного проекта "Академия - университетам".

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2020
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 16, 17, 18 и 19 июня 2020 г.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2020 году
коллектив авторов
2 - 5 июня пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.