Лекции_2 / ТЛ8_сенсорика и полупроводники

04.12.2013

Институтобщейинеорганическойхимииим.Н.С.КурнаковаРАН Лабораторияэнергоёмкихвеществиматериалов

Секторфизикохимиисенсорныхматериалов

Газоваясенсорика и полупроводниковые сенсорные наноматериалы

Москва2013

Способыдетектированиягазов

Масс-спектрометрия

КР-спектроскопия

ИК-спектроскопия

Парамагнитные датчики (на кислород)

Химические сенсоры

Смешанные техники

2

© ИОНХ РАН © Севастьянов В.Г., Попов
В.С.	1

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

04.12.2013

Масс-спектрометрия

3

КР-спетроскопия

4

© ИОНХ РАН © Севастьянов В.Г., Попов
В.С.	2

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

04.12.2013

ИК-спетроскопия

5

ИК -фотоакустическийанализ

6

© ИОНХ РАН © Севастьянов В.Г., Попов
В.С.	3

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

04.12.2013

Химические сенсоры

Функциональнаясхема измерения с помощью химического сенсора: 0 – исследуемая среда, 1 – химически чувствительный слой; 2 – преобразователь аналитического сигнала; 3 – электронный блок обработки и аналого-

цифрового преобразования сигнала; 4 – компьютер.

7

Химические сенсоры

8

© ИОНХ РАН © Севастьянов В.Г., Попов
В.С.	4

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

04.12.2013

Потенциометрическиесенсоры

где R – универсальная газовая постоянная (R = 8,31 Дж·моль-1·К-1); F – постоянная Фарадея (96500 Кл);

n – число электронов, участвующих в реакции ; Т – абсолютнаятемпература элемента.

Подставляя в выражениезначения постоянных,получаем:

9

Оптические сенсоры

Люминисцентные

10

© ИОНХ РАН © Севастьянов В.Г., Попов
В.С.	5

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

04.12.2013

Оптические сенсоры

Спектрофотометрические

11

Пьезомассметрическиесенсоры

Внешний вид ипринципиальная схема пьезокварцевого сенсора

F 2,3 106 F02 m s

12

© ИОНХ РАН © Севастьянов В.Г., Попов
В.С.	6

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

04.12.2013

Сенсорнаповерхностно-акустических волнах

Устройство и схема работы масс-чувствительногосенсора на поверхностноакустическихволнах

13

Термические сенсоры

Термистор

Пеллисторныйгазовыйсенсор

14

© ИОНХ РАН © Севастьянов В.Г., Попов
В.С.	7

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

04.12.2013

Полупроводниковыесенсоры

Сейчас неудаетсяотобразитьрисунок.

[1] Волькенштейн Φ. Φ., Активированная адсорбция на полупроводниках, успехи физических наук, 1953, Т. L, вып. 2, С. 253-270 [2] Мясников И.А., Исследование взаимоотношения между

электрической проводимостью и адсорбционными и сенсабилизационными свойствами оксида цинка, Журнал физической химии, 1957, Т. 31, вып. 8, С. 1714-1731 [3] Мясников И.А. Электрическая проводимость

полупроводников при хемоморбции молекул, атомов и радикалов, Журнал физической химии, 1960, Т.34, вып. 2,

С. 395-404

[4] T. Seiyama, A. Kato, K. Fujiishi and M. Nagatani // A new detector for gaseous components using semiconductive thin films/ Anal. Chem.1962, v. 34, р. 1502.

[5] Taguchi, N., Jpn Patent 45-38200, 1962.

15

Материалыв газовойсенсорике

16

© ИОНХ РАН © Севастьянов В.Г., Попов
В.С.	8

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

04.12.2013

Полупроводниковыесенсоры

(1)

(2)

(3)

(4)

17

Модели механизмов детектирования

18

© ИОНХ РАН © Севастьянов В.Г., Попов
В.С.	9

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

04.12.2013

Модели механизмов детектирования

19

Полупроводниковые сенсоры

Влияние диаметра (D) частиц SnO2 на отклик сенсора (Rgas/Rair): a) 800 ppm H2;

b) 800 ppm CO

в воздухе при 573 K

*Поданным:N.Yamazoe,G.Sakai,K.Shimanoe,Catal.Surv. Asia 2003,7,63–75. 20

©ИОНХ РАН © Севастьянов В.Г., Попов

В.С.

10

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)