Разработка технологии изготовления и исследование сенсорных элементов на основе полиакрилонитрила и соединений меди

• Автор: Аль-Хадрами Ибрахим Сулейман Абдулла
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 117 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ХИМИЧЕСКИХ СЕНСОРОВ ГАЗОВ
1.1. Химические сенсоры газов
1.2. Полупроводниковые химические сенсоры газов
1.2.1. Полупроводниковые неорганические сенсоры газов
1.2.2. Полупроводниковые органические сенсоры газов
1.3. Методы получения металлсодержащих органических материалов
1.4. Механизм газовой чувствительности полупроводниковых материалов
1.5. Выводы
Глава 2. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЕНСОРНЫХ
ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ ПЛЁНКООБРАЗУЮЩИХ РАСТВОРОВ СОСТАВА ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛ/СиС12
2.1. Выбор состава плёнкообразующего раствора
2.2. Выбор способа нанесения плёнкообразующего раствора на подложку
2.3. Инфракрасный отжиг полученных образцов
2.4. Выводы
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ МЕДЬСОДЕРЖАЩИХ
ПЛЁНОК ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛА
3.1. Определение толщины полученных пленок
3.2. Определение фазового состава полученных плёнок
3.3. Исследование структуры полученных плёнок
3.4. Исследование морфологии поверхности полученных плёнок
3.5. Исследование удельного сопротивления полученных плёнок
3.6. Выводы
Глава 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ
ХАРАКТЕРИСТИК ОБРАЗЦОВ СЕНСОРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
4.1. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ (акты внедрения результатов работы)

ВВЕДЕНИЕ
В последнее время развитие науки и техники требует создания новых материалов, обладающих специфическими физико-химическими свойствами. С одной стороны получила развитие область, связанная с проводящими и наполненными полимерами, с другой, большой интерес вызывают углеродные материалы (в частности нанотрубки, нановолокна и т. д.).
Из органических полимерных материалов активно исследуются макроциклические соединения (например, фталоцианины, порфирины), являющиеся ароматическими макроциклами с уникальной сопряженной %-системой, которая и определяет их сущность как особых по химической и термической стойкости органических полупроводников.
В последнее время интенсивно исследуются пленки электропроводящих полисопряженных полимеров, свойства которых могут быть изменены в широких пределах путем изменения структуры и состава полимерной матрицы. В качестве материалов для микро - и наноэлектроники находят применение металлополимерные нанокомпозиты, представляющие собой равномерно диспергированные наночастицы (5 - 100 нм)
неорганических веществ (металлов) и их соединений в полимерной матрице. Сочетание свойств органических и неорганических веществ раскрывает широкие возможности для контролируемого получения материалов с заданными свойствами. Наибольший интерес представляет применение таких материалов в качестве газочувствительного элемента при разработке сенсоров газов, каковым отводится не последняя роль в мониторинге окружающей среды в связи с необходимостью создания портативных устройств контроля состояния атмосферы. Повышенные требования к характеристикам сенсорных устройств вызывают также необходимость поиска и разработки новых технологических процессов, позволяющих получать газочувствительные материалы с заданными характеристиками.

Га»- газ-
окислитель восстановитель
Рис. 1.3. Реакция сенсора п-типа на воздействие газов различной природы.
Рис.1.4. Реакция сенсора р-типа на воздействие газов различной природы.
Процессы адсорбции молекул и атомов из газовой фазы на поверхности полупроводника приводят не только к изменению свойств газов, по и к изменению электрических свойств полупроводника, которые могут быть зарегистрированы измерительными приборами (изменение разности потенциалов, протекающего тока, сопротивления, емкости) [80].
Анализируя изменение электрических свойств полупроводника можно делать заключение о параметрах газовой среды (состав, концентрация), т.е конструировать полупроводниковые первичные преобразователи (или сенсоры) химического состава газа. [ 10]