The 15 reference contexts in paper Yu. Haiduk S., O. Reutskaya G., A. Savitsky A., I. Taratyn A., Ю. Гайдук С., О. Реутская Г., А. Савицкий А., И. Таратын А. (2016) “ГАЗОВЫЕ ДАТЧИКИ НА ОСНОВЕ КОМПОЗИЦИИ ОКСИДА ВОЛЬФРАМА И МНОГОСТЕННЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК // MICROPOWER GAS SENSOR BASED ON THE COMPOSITION TUNGSTEN OXIDE AND MULTIWALL CARBON NANOTUBES” / spz:neicon:pimi:y:2016:i:1:p:41-49

  1. Start
    3365
    Prefix
    DOI: 10.21122/2220-9506-2016-7-1-41-49 41 Введение Полупроводниковые газовые датчики широко применяются для анализа газовых смесей в составе газоанализаторов различного назначения (экологический мониторинг, контроль воздушной среды на промышленных предприятиях, определение состава выхлопных газов), а также в научных исследованиях
    Exact
    [1]
    Suffix
    . Наиболее распространены чувствительные слои на основе оксидов In2O3, WO3, ZnO, SnO2, которые применяются как в чистом виде, так и с различными добавками. В последнее время наблюдается повышенный интерес к углеродным нанотрубкам (УНТ) как к электроно- и каталитически активному материалу для газовых датчиков.
    (check this in PDF content)

  2. Start
    4454
    Prefix
    Согласно литературным данным, добавка МУНТ к полупроводниковому оксиду (обычно 1–3 % мас.) способна приводить как к увеличению, так и к снижению его удельного электрического сопротивления и газовой чувствительности. Чувствительные элементы газовых датчиков могут быть созданы на основе чистых микро- и нанотрубок, но чаще их применяют в составе композиций с полупроводниковыми оксидами
    Exact
    [2–6]
    Suffix
    . В работе [7] проведено изучение морфологических и физико-химических свойств МУНТ, установлено существенное возрастание газовой чувствительности оксида вольфрама при введении в его состав по специальной процедуре небольшого количества нанотрубок.
    (check this in PDF content)

  3. Start
    4471
    Prefix
    данным, добавка МУНТ к полупроводниковому оксиду (обычно 1–3 % мас.) способна приводить как к увеличению, так и к снижению его удельного электрического сопротивления и газовой чувствительности. Чувствительные элементы газовых датчиков могут быть созданы на основе чистых микро- и нанотрубок, но чаще их применяют в составе композиций с полупроводниковыми оксидами [2–6]. В работе
    Exact
    [7]
    Suffix
    проведено изучение морфологических и физико-химических свойств МУНТ, установлено существенное возрастание газовой чувствительности оксида вольфрама при введении в его состав по специальной процедуре небольшого количества нанотрубок.
    (check this in PDF content)

  4. Start
    5568
    Prefix
    Для получения композиционного материала на основе WO3, содержащего 2,1% мас. неочищенных МУНТ, взвесь МУНТ выдерживали при интенсивном перемешивании в растворе HNO3 (90 °С), после чего капельно добавляли раствор вольфрамата натрия
    Exact
    [7]
    Suffix
    . Газовые датчики были изготовлены по стандартной технологии следующим образом: на подложку из нанопористого (поры 10–70 нм) анодного оксида алюминия с двух сторон осаждалась методом магнетронного распыления платина.
    (check this in PDF content)

  5. Start
    7239
    Prefix
    Температура газочувствительного слоя контролировалась ИК-пирометром «Luma Sense Technology» (минимальная измеряемая температура 200 ºС, точность 2 ºС до 400 ºС, 0,3 % измеряемой величины + 1 ºС выше 400 ºС). Удельную поверхность порошков WO3 и WO3–МУНТ определяли методом низкотемпературной адсорбции азота на установке КлячкоГурвича
    Exact
    [8]
    Suffix
    . Электрическое сопротивление образцов оксида вольфрама и композиции оксида вольфрама с МУНТ в интервале 100–400 ºС измеряли в корундовой ячейке для измерения электропро42 водности двухзондовым методом, помещенной в трубчатую печь, подключенную к терморегулятору.
    (check this in PDF content)

  6. Start
    8675
    Prefix
    По данным просвечивающей электронной микроскопии, установлено, что конечный продукт сгорания в плазме высоковольтного разряда атмосферного давления смеси углеводородов представляет собой МУНТ с примесью аморфного углерода различных модификаций. МУНТ имеют диаметр 22–63 нм и длину до 10 мкм. Активное окисление неочищенных МУНТ на воздухе начинается выше 450 ºС
    Exact
    [7]
    Suffix
    . Измерение температурной зависимости электропроводности в интервале 100–400 ºС показывает, что МУНТ обладают собственной электрической проводимостью, а добавка их к оксиду вольфрама в количестве 2,1 % мас. приводит к увеличению электрической проводимости оксида вольфрама во всем температурном интервале (рисунок 1а).
    (check this in PDF content)

  7. Start
    9459
    Prefix
    Указанный эффект может приводить к смещению области высокой газовой чувствительности оксида вольфрама (от 180 ºС) к более низким температурам. Аналогичный эффект наблюдается при добавлении к оксиду вольфрама сопоставимых по массе с 2,1 % МУНТ добавок серебра и благородных металлов
    Exact
    [9]
    Suffix
    . Анализ литературы свидетельствует, что для существенного повышения газоадсорбционных свойств и электропроводности полупроводникового оксида металла обычно достаточно 0,1–2 % мас. добавки очищенных УНТ, причем оптимальное количество добавки в данном интервале зависит от выбранного оксида металла [10].
    (check this in PDF content)

  8. Start
    9764
    Prefix
    Анализ литературы свидетельствует, что для существенного повышения газоадсорбционных свойств и электропроводности полупроводникового оксида металла обычно достаточно 0,1–2 % мас. добавки очищенных УНТ, причем оптимальное количество добавки в данном интервале зависит от выбранного оксида металла
    Exact
    [10]
    Suffix
    . На основании исследования температурной зависимости электрического сопротивления для изготовления датчиков нами выбрано значение концентрации добавки, равное 2,1 % мас. МУНТ, поскольку указанное количество добавки приводит к заметному увеличению электрической проводимости в интервале 120–250 °С, соответствующем рабочим температурам датчика, а добавка 1,1 % мас. и менее оказывает нез
    (check this in PDF content)

  9. Start
    10853
    Prefix
    тока нагрева на воздухе Figure 1 – а – the electrical resistance of the tungsten oxide composition with multi-walled carbon nanotubes (1) in comparison with a pure tungsten oxide (2) in the range of 100–400 °C; b – electric resistance of the gas sensor layer as a function of the heating current in air По данным просвечивающей электронной микроскопии (рисунок 2) полученный по методике
    Exact
    [7]
    Suffix
    композиционный материал представляет собой конгломерат различных по форме и размеру частиц в несколько микрометров, в свою 43 очередь состоящих из спекшихся однородных по размеру частиц WO3 размером преимущественно 0,2–2 мкм и более.
    (check this in PDF content)

  10. Start
    13362
    Prefix
    Данный интервал, вероятно, выходит за пределы рабочей температуры датчиков на использованных подложках (токи нагрева 31–51 мА), и полноценная его реализация требует использования подложек, позволяющих использовать более высокие токи нагрева. Столь высокая чувствительность к NO2 материалов, содержащих УНТ, отмечалась ранее в работе
    Exact
    [10]
    Suffix
    . Рисунок 2 – Изображение порошка композиции оксида вольфрама с многостенными углеродными нанотрубками, отожженного 2 ч при 400 ºС, полученное методом просвечивающей электронной микроскопии Figure 2 – Image powder of composition of tungsten oxide with multiwall carbon nanotubes, annealed for 2 hours at 400 °C, obtained by transmission electron microscopy Обсуждение результатов Изгото
    (check this in PDF content)

  11. Start
    15244
    Prefix
    MWCNTs, 4 ppm NO2, heating current 41 mA; b) 1 – WO3+ 2,1 % by weight. MWCNTs, 4 ppm NO2, heating current 61 mA; c) WO3 + 2,1 % by weight. MW CNTs, 3,6 ppm S3H8: 1 – heating current 41 mA; 2 – heating current 51 mA; 3 – heating current 61 mA Известно также
    Exact
    [10]
    Suffix
    , что в большинстве случаев экстремально высокая чувствительность к NO2 материалов, содержащих УНТ, сопровождается также возрастанием времени восстановления (τ90), что наблюдается и в нашем случае.
    (check this in PDF content)

  12. Start
    16782
    Prefix
    Полученный результат согласуется с известными данными о природе газочувствительности УНТ, в соответствии с которыми СО, H2O и двухатомные газы, включая водород, не способны к химической адсорбции на поверхности УНТ
    Exact
    [11]
    Suffix
    . Известно, однако, что активация УНТ платиной или палладием значительно повышает чувствительность содержащих УНТ материалов к водороду [12]. Наблюдаемое отношение чувствительности к диоксиду азота к чувствительности к пропану K = S (NO2) /S (C3H8) >> 2 также позволяет производить их раздельное определение в диапазоне низких и сверхнизких концентраций.
    (check this in PDF content)

  13. Start
    16923
    Prefix
    Полученный результат согласуется с известными данными о природе газочувствительности УНТ, в соответствии с которыми СО, H2O и двухатомные газы, включая водород, не способны к химической адсорбции на поверхности УНТ [11]. Известно, однако, что активация УНТ платиной или палладием значительно повышает чувствительность содержащих УНТ материалов к водороду
    Exact
    [12]
    Suffix
    . Наблюдаемое отношение чувствительности к диоксиду азота к чувствительности к пропану K = S (NO2) /S (C3H8) >> 2 также позволяет производить их раздельное определение в диапазоне низких и сверхнизких концентраций.
    (check this in PDF content)

  14. Start
    20318
    Prefix
    В то же время сравнительно небольшое снижение сопротивления при воздействии газовоздушной смеси, содержащей водород, следует связывать с физической адсорбцией молекул H2 на стенках УНТ. Адсорбированные молекулы выступают при этом дополнительными центрами рассеяния, увеличивая продолжительность жизни (подвижность) носителей заряда, электронов и дырок
    Exact
    [13]
    Suffix
    . Кроме этого, мы предположили [7], что наблюдаемые эффекты, связанные с изменением характера газовой чувствительности, могут быть объяснены также образованием токопроводящих каналов, сформированных МУНТ в толще оксидной матрицы.
    (check this in PDF content)

  15. Start
    20353
    Prefix
    Адсорбированные молекулы выступают при этом дополнительными центрами рассеяния, увеличивая продолжительность жизни (подвижность) носителей заряда, электронов и дырок [13]. Кроме этого, мы предположили
    Exact
    [7]
    Suffix
    , что наблюдаемые эффекты, связанные с изменением характера газовой чувствительности, могут быть объяснены также образованием токопроводящих каналов, сформированных МУНТ в толще оксидной матрицы.
    (check this in PDF content)