Разработка новых тонкоплёночных газовых сенсоров с низким энергопотреблением для информационных мобильных систем и жидкофазных биосенсоров для анализа биологических жидкостей (часть 2: прикладные исследования): 2019 г. этап 2

Проект: исполнение гранта/договораисполнение этапа гранта/договора

описание

Научная проблема
Фундаментальная проблема: разработка научной концепции создания новых тонкопленочных нанокомпозиционных материалов на основе широкозонных полупроводниковых оксидов с газовой чувствительностью при комнатной температуре позволяющих детектировать широкий спектр токсичных и взрывоопасных газов. В работе будут проведены исследования, направленные на оптимизацию технологических параметров процесса нанесения равномерности наноплёнок на поверхность сложной формы (конформность) В работе будет уделено особое внимание проблеме влияния поверхности подложки на структуру и свойства нанопокрытий.
Актуальность, научная значимость решения проблемы
Основной проблемой, сдерживающей широкое внедрение полупроводниковых сенсоров в мобильные информационные системы является их высокое энергопотребление, что вызывает быстрый разряд источника питания мобильного устройства. Высокое энергопотребление вызвано необходимостью нагрева чувствительного слоя полупроводникового сенсора до температуры 150-400оС. Несмотря на актуальность проблемы совмещения мобильных систем с газовыми сенсорами, к настоящему времени нет единого мнения о наиболее перспективных материалах для создания сенсоров, работающих при комнатной температуре. Фирмой Sensigent USA разработаны газовые сенсоры Cyranose 320, которые изготовлены на проводящих полимерах, сенсоры работают при температурах близких к комнатной, но не имеют необходимой чувствительности для детектирования токсичных газов на уровне ПДК.

Конкретными задачами проекта являются:
1. Разработка методики синтеза тонких пленок нанокристаллических полупроводниковых оксидов n-типа проводимости TiO2, SnO2, ZnO с толщиной, контролируемой в диапазоне 40-1000 нм.
2. Разработка методики получения новых тонкоплёночных полупроводниковых нанокомпозитов с контролируемой пористостью и толщиной плёнки на микроэлектронный чип.
3. Разработка методики иммобилизации каталитических кластеров на поверхности оксидных матриц.
4. Разработка новых тонкопленочных сенсорных материалов, позволяющих детектировать широкий спектр токсичных NO2, H2S, CO, NH3 и взрывоопасных газов H2, CH4 при температуре 20-50С с энергопотреблением менее 20mW.
5. Исследование влияния толщины, состава и микроструктуры пленок на сенсорные характеристики при детектировании целевых газов NO2, CO, H2S, NH3 в воздухе при комнатной температуре.


Научная новизна поставленной задачи
Внедрение существующих в настоящее время газовых сенсоров в мобильные системы с автономным питанием ограничено энергопотреблением датчиков, требующих нагрева чувствительного слоя до 250-400С. Проект представляет инициативное исследование, направленное на разработку новых тонкопленочных сенсорных материалов, позволяющих детектировать широкий спектр токсичных NO2, H2S, CO, NH3 и взрывоопасных газов H2, CH4 при температуре 20-50С с энергопотреблением менее 20mW. Сокращение энергопотребления сенсоров будет достигнуто за счет улучшения микроструктуры слоя полупроводника, уменьшения толщины чувствительного слоя и расстояния между измерительными контактами микроэлектронного чипа. Использование технологии ALD и Dip-coating и гидротермального синтеза позволяет управлять микроструктурой, состоянием поверхности и прецизионно контролировать толщину и пористость слоя полупроводникового оксида в диапазоне от 40 до 1000 нм. Для повышения эффективности реакций на поверхности оксидов будут синтезированы новые сенсорные материалы- нанокомпозиты M1O/M2O на основе полупроводниковых оксидов. Селективность газовых сенсоров будет улучшена путем модификации их поверхности каталитическими кластерами металлов платиновой группы (или оксидами - полупроводниками р-типа проводимости (Co3O4, NiO, CuO). Разработанные материалы будут использованы для создания прототипов газовых сенсоров, которые будут испытаны в лабораторных условиях для детектирования основных загрязнителей воздуха. Также будут адаптированы современные методики рентгеновской абсорбционной и фотоэлектронной спектроскопии с использованием синхротронного излучения (СИ) для исследования атомного и электронного строения материалов для газовых сенсоров. Будет использовано оборудование каналов СИ: НАНОФЭС в Курчатовском научном центре (г. Москва) и FlexPES (Flexible PhotoElectron Spectroscopy) в лаборатории MAX-IV (Университет г. Лунда, Швеция).


Современное состояние исследований по данной области
В настоящее время прогресс в области детектирования опасных химических веществ связывается с созданием информационных мобильных систем, интегрирующих в себе селективные сенсоры с единой системой оповещения, считывания и обработки информации [1]. Основными лидирующими группами в этой области являются специалисты Германии, Италии, Испании, США и Японии. В России переносные автономные газовые детекторы разрабатываются в РНЦ Курчатовский институт, Московском энергетическом институте, Московском государственном университете, Санкт-Петербургском государственном университете, Воронежской технологической академии. Высокая интенсивность работ по созданию таких систем отвечает современной тенденции в развитии микроэлектроники, все возрастающей роли микромеханических систем и интегрированных датчиков. По данным ведущих инвестиционных компаний к 2020 году интегрированные системы будут доминировать в сферах коммуникации (80,2%), бытовой электроники (86,8%), обработки данных (55,8%), индустриальных, военных и аэрокосмических приложений (100,0%).
Наибольшие возможности для создания информационных мобильных систем имеют полупроводниковые сенсоры, основными преимуществами которых являются высокая чувствительность и простота конструкции [2-4]. Основная часть коммерческих газовых сенсоров (Figaro, Drager, General Monitors, Applied Sensor) изготовлены на основе SnO2. Поверхность диоксида олова характеризуется хорошими адсорбционными свойствами и реакционной способностью благодаря наличию поверхностных и объемных вакансий кислорода и активного хемосорбированного кислорода (O2-, O2-). Реакции «твердое-газ» протекают на поверхности SnO2 с участием хемосорбированных молекул уже при сравнительно низких температурах. В результате этого взаимодействия наблюдается изменение электропроводности, причем величина сигнала зависит от состава атмосферы.
На Химическом факультете МГУ им. М.В. Ломоносова накоплен значительный опыт по синтезу нанокристаллических полупроводниковых материалов (нанокомпозитов) с высокой газовой чувствительностью [5-9]. Нанокомпозиты включают в себя ультрадисперсные оксиды металлов – полупроводники n-типа (TiO2, SnO2, ZnO) и р-типа (Со3О4, NiO, CuO) проводимости, и кластеры металлов платиновой группы (Pt, Pd, Ru, Rh), обладающие каталитической активностью к различным молекулам. В отличие от традиционных газочувствительных материалов SnO2, ZnO, в которых основной вклад в сенсорный сигнал вносит адсорбция, в нанокомпозитах преобладающую роль играют процессы глубокой перестройки электронного состояния границ раздела, что позволяет повысить газовую чувствительность материалов и снизить предел обнаружения до уровня 10–100 ppb.

1. T.C. Pearce, S.S. Schiffman, H.T.Nagle, J.W.Gardner. Handbook of Machine Olfaction. Electronic Nose Technology. WILEY-VCH, Weinheim. 2004. pp 590.
2. W.Gopel. Sens. Actuators A. 1996, 56. p.83
3. D.E.Williams Sens. Actuators B.1999, 57, p 1.
4. N.Yamazoe, N.Miura in Chemical sensor technology, Kodansha, Tokyo, 1992, p. 19.
5. Marikutsa A., Rumyantseva M., Gaskov A. Analysis of CO and NH3 reductive gases mixture by chemically modified nanocrystalline tin dioxide. Key Engineering Materials, 2014, v. 605, 227 – 230.
6. Marikutsa A.V., Rumyantseva M.N., Konstantinova E.A., Shatalova T.B., Gaskov A.M. Active sites on nanocrystalline tin dioxide surface: Effect of palladium and ruthenium oxides clusters. J. Phys. Chem. C, 2014, v. 118(37), p. 21541 – 21549.
7. Марикуца А.В., Румянцева М.Н., Гаськов А.М. Сенсоры на основе нанокристаллического диоксида олова. В книге Наноматериалы: свойства и перспективные приложения. Ред. А.Б. Ярославцев. М.: Научный мир, 2014. С. 410-455.
8. В.В. Кривецкий, М.Н. Румянцева, А.М. Гаськов. Химическая модификация нанокристаллического диоксида олова для селективных газовых сенсоров. Успехи химии, 2013, т. 82, № 10, с. 917 – 941.
9. F. Shao, M.W.G. Hoffmann, J.D. Prades, R. Zamani, J. Arbiol, J.R. Morante, E. Varechkina, M. Rumyantseva, A. Gaskov, I. Giebelhaus, T. Fischer, S. Mathur, and F. Hernández-Ramírez. Heterostructured p-СuО (nanoparticle)/n-SnO2 (nanowire) devices for selective H2S detection. Sens. Actuators B, 2013, v. 181, p. 130–135.

Предлагаемые методы и подходы, план на весь срок работы
Синтеза тонких пленок нанокристаллических полупроводниковых оксидов n-типа проводимости TiO2, SnO2, ZnO с толщиной, контролируемой в диапазоне 40-1000 нм. будет проводится с помощью методов МН-ALD и Dip-coating и гидротермального синтеза.
Функциональные свойства полупроводникового сенсоров (чувствительность, селективность, низкое энергопотребление) во многом зависят от состава, пористости и микроструктуры чувствительного слоя состоящего из тонких пленок нанокристаллических полупроводниковых оксидов. Поэтому одной из задач проекта является возможность направлено регулирования геометрических свойств пористой структуры тонкой пленки. Для создания таких тонкоплёночных структур активно применяются такие методы как гидротермальная обработка и темплатный синтез, однако в случае потребности тонкого регулирования диаметра пор в нанометровом диапазоне известные подходы и методы оказываются неприменимы. Наиболее эффективным в данном случае оказывается метод ALD (МН-ALD), способный за счёт создания тонких равномерных покрытий на всей поверхности пористого тела, изменять геометрию пористой структуры с точностью в один монослой поверхностного химического соединения (рис 1.). На схеме наглядно показано преимущество метода МН –ALD в сравнении с методами (золь-гель технологии, физического осаждения из газовой фазы ( PVD) , химического осаждения из газовой фазы (CVD) на самых сложных по архитектуре поверхностях (в том числе и нанопористых объектах).



Рис. 1. Методы получения наноразмерных плёнок
Метод МН –ALD позволяет создавать равномерные покрытие в нанометровом диапозоне в отличии от других методов.
Данный метод будет применятся нами для создания тонкоплёночных структур в нанометровом диапазоне на сложных по архитектуре поверхностях (нанопористых плёнках). Для получения пористого покрытия с регулируемой геометрией толщиной до 1000 нм. будет применятся метод Dip-coating. Совместное применение вышеприведённых методов для создания тонких пленок нанокристаллических полупроводниковых оксидов позволит разработать новый комбинированный подход к созданию новых тонкоплёночных газовых сенсоров.
Микроструктура нанокристаллических оксидов: размеры и форма кристаллитов, размеры пор, величина удельной поверхности будут изучены методами растровой и просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения, рентгеновской дифракции (рентгеновские дифрактометры D/Max 2500V/PC Rugaku, ДРОН), низкотемпературной адсорбции азота (ChemiSorb 2750, Micromeritics). Состав поверхности материалов будет определен методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (Axis Ultra DLD, Kratos) и ИК-спектроскопии (ИК-Фурье спектрометр Frontier). Дефекты кристаллической структуры будут исследованы методом электронного парамагнитного резонанса (Bruker EPR spectrometer ELEXSYS-580). Электрофизические свойства материалов будут определены в широком интервале температур 77 – 300К в статическом и в высокочастотном режимах (импеданс спектроскопия) в темноте и в условиях светового облучения (импедансметр Solartron FRA-1287, 1285, электрометры Keithley, прибор для четырехконтактного измерения сопротивления Lucas LabsS-302-4).. Учитывая влияние процессов адсорбции на электрофизические свойства высокодисперсных нанокристаллических материалов, все измерения будут проведены в атмосфере сухого синтетического воздуха с использованием специальных измерительных ячеек. Вклад объемной и поверхностной проводимости будет определен в зависимости от размеров и морфологии кристаллов. Работа выхода электронов будет определена в зависимости от температуры и атмосферы с помощью зонда Кельвина Besocke GmbH Kelvin Probe S.
С целью получения для синтезируемых материалов информации об их свойствах на наноуровне современные методы рентгеновской абсорбционной и фотоэлектронной спектроскопии с использованием синхротронного излучения (СИ) будут адаптированы для исследования этих композитов и их компонентов. На основе сравнительного анализа полученных спектров будет выполнена детальная характеризация на наноуровне процесса синтеза и свойств новых наноструктурированных сенсоров. Полученные результаты будут использованы в дальнейшем для совершенствования разработанного метода синтеза газовых сенсоров. Для реализации проекта будет использовано оборудование оборудование каналов СИ: НАНОФЭС в Курчатовском научном центре (г. Москва) и FlexPES (Flexible PhotoElectron Spectroscopy) в лаборатории MAX-IV (Университет г. Лунда, Швеция).
Также планируется в состав исполнителей проекта привлечь руководитель лаборатории фотокаталитических и сенсорных материалов Др. Xiaogan Li из Институт Сенсорных технологий Технологического университета Далян (Institute of Sensing Technology , Dalian University of Technology). Это передовой научно-исследовательский центр в области создания полупроводниковых газовых сенсоров.
По результатам совместных исследований планируется подача 3-х патентов на новый газовый сенсор. У руководителя проекта имеется опыт по созданию МИП в МГУ им. Ломоносова.

Общий план работы
1. Аналитический обзор научных информационных
источников: статьи в ведущих
зарубежных и российских научных журналах, монографии и патенты по теме
проекта за 2004-2015 гг.
2. Изучение поверхностных химических реакций на планарной поверхности для
получения оксидных систем TiO2, SnO2, ZnO методом МН-ALD.
3. Исследование влияния толщины, состава и микроструктуры пленок на
сенсорные характеристики при детектировании целевых газов NO2, CO, H2S,
NH3 в воздухе.
4. Исследования влияния толщины нанопокрытий на их адгезионные свойства к
поверхности оксидной подложки.
5. Изучения влияние пористости покрытия на чувствительность сенсора.
6. Исследование синтезированных образцов физическими методами (РФА,
сканирующая туннельная микроскопия, атомно-силовая микроскопия и др.) с
целью
определения условий получения наноструктур заданного химического состава и
строения.
7. Исследование реакций взаимодействия тонких пленок полупроводниковых
оксидов с целевыми газами NO2, CO, H2S, NH3 при комнатной температуре.
8. Разработка методики синтеза тонких пленок нанокристаллических
полупроводниковых оксидов n-типа проводимости SnO2, ZnO с контролируемой
толщиной, в нанометровом диапазоне методом МН-ALD.
9. Разработка золь-гель метода получения ксерогелей на
основе оксидов и применения их в качестве различных видов покрытий методом
Dip-coating .
10. Проведение исследования по выявлению особенностей синтеза пористых
пленок , ZnO, SnO2, с толщиной, контролируемой в диапазоне 100-1000 нм., с
размером пор до 50 нм.
11. Синтез кластеры металлов платиновой группы (Pt, Pd, Ru, Rh) в
нанореакторах,
12. Разработка методики синтеза пленок нанокомпозитов M1O/M2O на основе
TiO2, ZnO, SnO2, с толщиной, контролируемой в диапазоне 100-1000 нм.
13. Исследование состава, кристаллической и локальной структуры тонких пленок
полупроводниковых оксидов комплексом инструментальных методов с
нанометровым разрешением.
14. Исследование природы и концентрации адсорбционных центров на
поверхности полупроводниковых оксидов, синтезированных методом МН-ALD
и Dip-coating
15. Исследование реакций взаимодействия тонких пленок нанокомпозитов
M1O/M2O на основе TiO2, ZnO, SnO2 полупроводниковых оксидов с целевыми
газами NO2, CO, H2S, NH3 при комнатной температуре.
16. Проведение патентного поиска по теме: "Газовый сенсор с низким
энергопотреблением для информационных мобильных систем позволяющих
детектировать широкий спектр токсичных и взрывоопасных газов".
17. Разработка методики иммобилизации каталитических
кластеров на поверхности оксидных матриц.
18. Изучение влияния поверхности подложки сложной формы на структуру и
свойства нанопокрытий. Проведены исследования, направленные на
оптимизацию технологических параметров процесса нанесения равномерности
наноплёнок на поверхность сложной формы.
19. Разработка методики получения новых тонкоплёночных полупроводниковых
нанокомпозитов с контролируемой пористостью и толщиной плёнки на
микроэлектронный чип.
20. Исследование влияния толщины, состава и микроструктуры пленок на
сенсорные характеристики при детектировании целевых газов NO2, CO, H2S,
NH3 в воздухе.
21. Исследование состава, кристаллической и локальной структуры
сенсибилизированных нанокомпозитов комплексом инструментальных методов
с нанометровым разрешением.
22. Исследование реакционной способности гетероструктур при взаимодействии с
целевыми газами при комнатной температуре в темновых условиях и при
облучении источником видимого диапазона спектра.
24. Адаптация современных методов рентгеновской абсорбционной и фотоэлектронной спектроскопии с использованием синхротронного излучения (СИ) для исследования атомного и электронного строения материалов для газовых сенсоров.
25. Отработка методик получения спектров поглощения и фотоэмиссии и выполнение тестовых измерений при разных температурах образцов.
26. Создание экспериментального образца полупроводникового сенсора
резистивного типа, определение сенсорных параметров гетероструктур при
комнатной температуре в условиях облучения источником видимого диапазона
спектра при детектировании NH3, CO, H2S, NO2 в диапазоне концентрации
0.5-10 ПДК рабочей зоны.
27. Подача патентов на материал и способ получения новый газовый сенсор с низким энергопотреблением для информационных мобильных систем позволяющих детектировать широкий спектр токсичных и взрывоопасных газов.
28. Подготовка 6 научных статей по результатам НИР.
Имеющийся задел
Авторами проекта совместно с коллектив лаборатории химии и физики полупроводниковых и сенсорных материалов МГУ имени М.В.Ломоносова проводятся работы в области синтеза и исследования нанокристаллических полупроводников – широкозонных оксидов металлов для газовых сенсоров резистивного типа. Ранее получены следующие наиболее важные результаты, которые будут использованы при выполнении настоящего проекта:
1. Разработаны оригинальные методики и созданы установки синтеза нанокристаллических оксидов металлов
2. Разработаны методики определения природы и концентрации активных центров на поверхности с использованием методов «operando»:спектроскопии ИК и комбинационного рассеяния, зонда Кельвина, парамагнитного резонанса, хромато-масс-спектрометрии, импеданс спектроскопии, термопрограммируемой десорбции и восстановления зондовых молекул.
3. Созданы полностью автоматизированные установки для измерения сенсорного сигнала с системой электронных расходомеров для разбавления поверочных газовых смесей до уровня ПДК. Созданы специальные измерительные ячейки для исследования фотоэлектрических и сенсорных свойств полупроводниковых оксидов в контролируемой атмосфере в условиях подсветки диодами с различной длиной волны.
В результате теоретической и экспериментальной работы, проведенной научным коллективом разработан метод направленного синтеза твердых веществ и материалов - метод химической сборки (МН-ALD). В лаборатории химии поверхностных соединений и нанотехнологии химического факультета СПбГУ, руководимой В. М. Смирновым разработан подход к структурированию вещества на наноуровне.
Работы связанные с получением нанокомпозитов, а также работы по получению мезопористых наноструктурированных материалов (наноплёнок) проводились научным коллективом в СПбГУ при поддержке как грантов РФФИ, так и ФЦП РФ (контракт ФЦП 16.513.11.3028,от 12.04.2011; контракт ФЦП 16.513.11.3044,от 12.04.2011; контракт ФЦП Кадры № 1040 от 31.05.2010г.; контракт ФЦП Кадры №, от 11.06.2009г., а также гранты РФФИ (индивидуальные, офи-м, междисципленарные)). В проекте 08-03-12091-офи был разработаны научные основы технологии синтеза наноструктурированных градиентных поверхностных слоев дисульфидов металлов на трущихся металлических поверхностях для получения самовосстанавливающихся поверхностей металлов с высокими прочностными и антифрикционными свойствами и создание лабораторного образца 2008 –2009г.
При поддержки гранта РФФИ 06-03-08146-офи были заложены научные основы получения нового класса наноструктурированных материалов различного функционального назначения на основе функционально- градиентных нанопокрытий.

Авторы также имеют богатый опыт исследования атомного и электронного строения, особенностей химического связывания для различных классов соединений, включая наноструктуры и наноструктурированные материалы. Были осуществлены успешные действия по распространению современных рентгеноабсорбционных и фотоэлектронных исследований c использованием СИ на более сложные соединения 3d-атомов (комплексы, фториды, оксиды и др.) и наносистемы на их основе, а также комбинированию этих исследований с новейшими экспериментальными методиками – резонансной рентгеновской фотоэмиссией и флуоресценцией. Последние исследования были выполнены в рамках следующих проектов: грант СПбГУ №11.38.638.2013 "Атомное и электронное строение двумерных (2D) наносистем и материалов на основе экспериментальных и теоретических исследований методами мягкой рентгеновской спектроскопии с использованием синхротронного излучения" (2013-2015 гг.) – рук. А.С. Виноградов.
Детальный план на первый год
1. Аналитический обзор научных информационных
источников: статьи в ведущих
зарубежных и российских научных журналах, монографии и патенты по теме
проекта за 2004-2015 гг.
2. Изучение поверхностных химических реакций на планарной поверхности для
получения оксидных систем TiO2, SnO2, ZnO методом МН-ALD.
3. Исследование влияния толщины, состава и микроструктуры пленок на
сенсорные характеристики при детектировании целевых газов NO2, CO, H2S,
NH3 в воздухе.
4. Исследования влияния толщины нанопокрытий на их адгезионные свойства к
поверхности оксидной подложки.
5. Изучения влияние пористости покрытия на чувствительность сенсора.
6. Исследование синтезированных образцов физическими методами (РФА,
сканирующая туннельная микроскопия, атомно-силовая микроскопия и др.) с
целью
определения условий получения наноструктур заданного химического состава и
строения.
7. Исследование реакций взаимодействия тонких пленок полупроводниковых
оксидов с целевыми газами NO2, CO, H2S, NH3 при комнатной температуре.
8. Разработка методики синтеза тонких пленок нанокристаллических
полупроводниковых оксидов n-типа проводимости SnO2, ZnO с контролируемой
толщиной, в нанометровом диапазоне методом МН-ALD.
9. Адаптация современных методов рентгеновской абсорбционной и фотоэлектронной спектроскопии с использованием синхротронного излучения (СИ) для исследования атомного и электронного строения материалов для газовых сенсоров.

10. Подготовка 2-х научных статей по результатам НИР проведенных в 2018 г.и подача заявки на патент.
Ожидаемые результаты, возможность практического использования
1. Будет разработана научная концепция создания новых тонкопленочных нанокомпозиционных материалов на основе широкозонных полупроводниковых оксидов с газовой чувствительностью при комнатной температуре позволяющих детектировать широкий спектр токсичных и взрывоопасных газов.
2. Будет изучено влияния поверхности подложки сложной формы на структуру и свойства нанопокрытий. Проведены исследования, направленные на оптимизацию технологических параметров процесса нанесения равномерности наноплёнок на поверхность сложной формы.
3. Будет разработана методика синтеза тонких пленок нанокристаллических полупроводниковых оксидов n-типа проводимости SnO2, ZnO с толщиной, контролируемой в диапазоне 40 - 1000 нм методами МН-ALD и Dip-coating.
4. Будет разработана методика синтеза пленок нанокомпозитов M1O/M2O на основе TiO2, ZnO, SnO2, с толщиной, контролируемой в диапазоне 40-1000 нм методом МН- ALD и Dip-coating.
5. Будет разработана методика иммобилизации каталитических кластеров на поверхности оксидных матриц .
6. Будет проведено исследование состава, кристаллической и локальной структуры тонких пленок полупроводниковых оксидов комплексом инструментальных методов с нанометровым разрешением.
7. Будут исследованы реакции взаимодействия тонких пленок полупроводниковых оксидов с целевыми газами NO2, CO, H2S, NH3 при комнатной температуре.
8. Будет исследованы влияния толщины, состава и микроструктуры пленок на сенсорные характеристики при детектировании целевых газов NO2, CO, H2S, NH3 в воздухе.
9. Будет исследована реакционная способность гетероструктур при взаимодействии с целевыми газами при комнатной температуре в темновых условиях и при облучении источником видимого диапазона спектра.
10. Будет создан экспериментальный образец полупроводниковых сенсоров резистивного типа, определение сенсорных параметров гетероструктур при комнатной температуре в условиях облучения источником видимого диапазона спектра при детектировании NH3, CO, H2S, NO2 в диапазоне концентрации 0.5-10 ПДК рабочей зоны.
11. Будет разработана методика гидротермального синтеза нанокристаллических полупроводниковых оксидов TiO2, SnO2, ZnO.
.
Предполагаемое использование результатов (продукции)
1.По результатам работ будет подан патент на новый газовый сенсор с низким энергопотреблением для информационных мобильных систем позволяющих детектировать широкий спектр токсичных и взрывоопасных газов.

Предполагаемое использование результатов работы в учебном процессе (если планируется, указать подробности, если не планируется - «нет»)
Результаты исследований могут быть использованы при модернизации курса по выбору "Композиционные наноматериалы", а также при разработке нового курса по выбору "Тонкопленочные сенсорные материалы". Проводимые исследования могут выступить в качестве темы работы для магистерских диссертаций.
Прикладной аспект работы:
Создание экспериментальных образцов резистивных газовых сенсоров . позволяющих детектировать широкий спектр токсичных NO2, H2S, CO, NH3 и взрывоопасных газов H2, CH4 при температуре 20-50С с энергопотреблением менее 20mW.
Короткий заголовокGZ-2019
АббревиатураM3_2018 - 2
СтатусАктивный
Действительная дата начала/окончания12/03/1931/12/19