Низкочастотные шумы металлооксидных газочувствительных структур

• Автор: Угрюмов, Роман Борисович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 142 с. : ил.

Глава 1. Низкочастотный шум в поликристаллических полупроводниках.

1.1 Металлоксидные газочувствительные структуры

1.2 Структура маталлокисных поликристаллических пленок

1.3 Низкочастотный шум в полупроводниках

1.4 Экспериментальные данные по измерению низкочастотного шума в полупроводниках

1.5 Эмпирическое обобщение экспериментальных данных

1.6 Физические модели НЧ шума

Глава 2. Измерительная установка и методика эксперимента

2.1 Общее описание лабораторной установки

2.2 Методика приготовления газовой смеси

2.3 Конструкция блока измерения шумов

2.4 Методика проведения шумовых измерений
2.3.1 Общие положения
2.3.2 Расчет спектральной плотности мощности шума
2.3.3 Оценка погрешности измерений
2.5 Изготовление газочувствительных слоев
2.6 Конструкция измерительной ячейки
2.7 Методика исследования сенсорных характеристик ГЧС
2.8 Выбор напряжения смещения
2.9 Подготовка образцов к шумовым измерениям
2.10 Методика исследования влияния хемосорбции на спектральные характеристики шума ГЧС
2.11 Методика исследования влияния хемосорбции на статистические характеристики шума ГЧС
2.12 Методика исследования релаксации шума
2.13 Методика исследования деградации сенсора
Глава 3. Экспериментальные данные
3.1 Влияние легирования на шумы ГЧС
3.1.1 Влияние легирования на спектральные характеристики шума
3.1.2 Влияние легирования на статистические характеристики шума
3.2 Исследование релаксации шума ГЧС на основе 8п02-Рс1(2.5%)-14(0.5%)
3.3 Исследование шумовых и сенсорных характеристик золь-гельных ГЧС
3.3.1 Шум золь-гельных ГЧС в эквирезистивных условиях
3.3.2 Шум золь-гельных ГЧС в разных газовых средах
3.4 Исследование спектральных и статистических характеристик шума ГЧС на основе 8пО2-Р<3(2.5%)-Р1(0.5%)
3.4.1 Спектральные характеристики шума в эквирезистивных условиях
3.4.2 Статистические характеристики шума в эквирезистивных условиях
3.4.3 Температурная зависимость шума в нейтральной среде
3.4.4 Температурная зависимость шума в воздушной атмосфере
3.4.5 Температурные зависимости шум ГЧС в присутствии активных газов
3.4.6 Зависимости шума ГЧС от концентрации активных газов
3.5 Генерация автоколебаний в ГЧС на основе 8п02-Рс1(2.5%)-Р1(0.5%)
3.6 Повышение селективности ГЧС шумовыми измерениями
3.7 Деградационные процессы в газовых сенсорах
3.7.1 Шумы в условиях ускоренной термической деградации
3.7.2 Шумы при деградации, вызванной высокой концентрацией
активного газа
3.7.3 Шумы при деградации, вызванной протеканием автоколебательного процесса
Глава 4. Обсуждение результатов
4.1 Модификация поверхности
4.2 Релаксации шума
4.3 Влияние хемосорбции на спектральные и статистические характеристики шума 1 Об
4.4 Модель автоколебательных процессов
4.5 Гауссовость и стационарность
4.6 Деградация ГЧС
4.6.1 Области деградации
4.6.2 Термическая деградация
4.6.3 Деградация ГЧС при высокой концентрации активного
газа
4.6.4 Деградация вследствие протекания автоколебательного процесса
Выводы
Список литературы
го напряжения смещения (транспортного тока) и геометрии образца. Поэтому в работе отдано предпочтение измерению относительной СПМШ, так как оно характеризует шумовые свойства самого материала, не зависит от геометрии образца и позволяет сравнивать результат с результатами измерений других авторов.
Можно показать, что для применяемой схемы включения шумящего резистивного слоя относительная спектральная плотность мощности шума (СПМШ) 5(/) рассчитывается по формуле:
(рисунок 2.7) , (/)- спектральной плотности флуктуаций сопротивления ГЧС,
К{/)- коэффициент усиления на частоте /.
Особенностью исследуемых ГЧС является то, что они являются мелкодисперсными поликристаллическими пленками, которые, как правило, обладают нелинейной вольтамперной характеристикой. Для образцов с нелинейной вольтамперной характеристикой выполняется специфичная пропорциональность мощности шума квадрату произведения дифференциального сопротивления и квадрата напряжения смещения [61,62]. С учетом вышесказанного, относительный спектр электрических флуктуаций неоммичного резистивного образца рассчитывался по формуле:
2.4.2 Расчет спектральной плотности мощности шума
я(Л=

(2.10)
где (/) - СПМШ соответствующая, сигналу на входе 3-го канала АЦП