- •Определение датчика. Виды датчиков.
- •Активные датчики
- •Пассивные датчики
- •Комбинированные датчики
- •Влияние внешних факторов на показания датчика
- •Эталоны и единицы физических величин
- •Пределы применимости датчиков
- •Чувствительность датчика
- •Линейность характеристик датчика
- •Быстродействие датчика
- •Параметры измерительной системы, влияющие на точность измерений
- •Погрешности измерений
- •Определение наиболее вероятного значения измеренных величин в результате статистической обработки
- •Градуировка датчика
- •Воспроизводимость результатов
- •Области применения датчиков
- •Материалы твердотельных сенсоров
- •Технологии изготовления тонкопленочных твёрдотельных сенсоров
- •Энергетические и светотехнические величины
- •Оптический спектр излучения
- •Закон Ламберта
- •Закон Кирхгофа
- •Законы Вина
- •Закон излучения Планка
- •Излучение нечерных тел
- •Источники ик-излучения. Их классификация.
- •Источники температурного излучения.
- •Классификация приемников ик-излучения.
- •Параметры и характеристики фп
- •Тепловые (неселективные) фп
- •Фотоприемники с внутренним фотоэффектом
- •Фотоэмиссионные датчики
- •Многодиапазонные приёмники
- •Многоэлементные фп
- •Датчики изображения
- •Охлаждение фп
- •Методы осаждения пленок фоточувствительных материалов
- •Физическое осаждение из паровой фазы
- •Методы химического осаждения
- •Гидрохимическое осаждение пленок
Методы химического осаждения
1. Пульверизация с последующим пиролизом. В 1910 г. впервые использовалась для получения прозрачных оксидных пленок. С 60-х годов используется для осаждения пленок сульфидов и селенидов ряда металлов.
При пиролизе распыленного на нагретую подложку раствора происходит термостимулированная реакция между кластерами химически активных веществ, находящихся в паровой и жидкой фазе. Распыление химического водного раствора осуществляется с помощью пульверизатора при использовании очищенного газа – носителя, который может участвовать в процессе (SnO2), либо не участвовать (CdS).
Для синтеза требуемой структуры пленки и её толщины регулируется температура подложки, Р и газа. Подложка имеет механическое устройство для перемещения в зоне распыления с целью нанесения слоя одинаковой толщины.
Процесс осаждения пленки включает:
расплющивание капли на подложке
пиролитическую химическую реакцию на подложке
испарение растворителя
поступление новых порций раствора, достраивающих пленку.
Используют для получения сульфидов, селенидов, оксидов металлов.
Для получения CdS применяют водный раствор (CdCl2+тиомочевина + легирующая примесь)
CdCl2+ +2H2OCdS+2NH4Cl+CO2
Для получения SnO2 применяют раствор (SnCl4∙5H2O+SbCl3+изопропиловый спирт)SnO2+HCl
Достоинства: 1) высокая сплошность пленок (нет отверстий и полостей) и хорошая адгезия
2) гибкое управление структурой за счёт управления основными факторами процесса
3) легкость легирования пленок
4) высокая производительность метода (скорость роста 50-100 нм/мин)
Недостатки: 1) ограниченный круг материалов (металлы осаждать нельзя)
2) продукты должны удаляться, иначе загрязняют пленку
3) неравномерность пленок по толщине на подложке
4) эмпирический подбор температуры подложки
5) отличие состава пленок от состава распыляемого раствора из-за различий в давлений паров компонентов
Гидрохимическое осаждение пленок
В развитие метода большой вклад внесен
- Боде (г. Санта-Барбара, США)
- Чопра (Индия, Делийский технологический институт)
- УГТУ-УПИ (Мокрушин, Китаев и их ученики)
Впервые осаждение пленки сульфида свинца тиомочевинной провел Рейнольдс в 1888 г. Затем в 40-е годы 20 века Германия освоила изготовление ФР на основе PbS для теплопеленгации самолётов. С 60-х годов началось активное развитие метода.
В основе метода лежит реакция комплексной соли металла с тиомочевиной в щелочной среде
Ме2+Ln+(NH2)2CS + 2OHMeS+H2CN2+2H2O+Ln, где
Хальгенизаторы:
- тиомочевина, её производные, тиосемикарбозид, тиоацетамид для осаждения сульфидов
- селеномочевина и её производные, Na2SeSO3 для осаждения селенидов
- для осаждения теллуридов используют КТеО3+восстановительная среда (Alмет, N2H4∙H2O).
Почему нужна щелочная среда:
- тиомочевина и другие халькогенизаторы хорошо диссоциируют в щелочной среде Киониз ТМ 10-23, Киониз СМ 10-30
Реакцию разложения тиомочевины можно представить в виде (NH2)2CSH2S+H2CN2
Условие образования халькогенидов:
ПИ ПР
Граничные условия могут быть рассчитаны с использованием термодинамических констант.