Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Иерархически организованные пористые газочувствительные слои системы SnO2-SiO2, полученные золь-гель методом

Диссертация: Иерархически организованные пористые газочувствительные слои системы SnO2-SiO2, полученные золь-гель методом
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

S На международных конференциях: 12-ая конференция Европейского керамического общества — ECerS XII, Стокгольм, Швеция (2011) (представитель России в конкурсе для аспирантов) — Осенняя конференция Европейского материаловедческого общества — E-MRS 2011 Fall meeting, Варшава, Польша (2011) — Международный форум по нанотехнологиям — Rusnanotech-2011, Москва, Россия (2011) — 15-ая Европейская… Читать ещё >

Иерархически организованные пористые газочувствительные слои системы SnO2-SiO2, полученные золь-гель методом (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • Глава 1. Формирование мезопористых, иерархически организованных 8пС>2−8Ю2 нанокомпозитов золь-гель методом
    • 1. 1. Синтез нанокомпозитов системы диоксид олова — диоксид кремния
      • 1. 1. 1. Синтез золей при использовании различных растворителей
      • 1. 1. 2. Термическая обработка — завершающая стадия формирования золь-гель пленок
      • 1. 1. 3. Создание золь-гель нанокомпозитных ЗпОг-ЗЮг пленок с различным содержанием 8Ю
    • 1. 2. Определение толщины золь-гель пленок
    • 1. 3. Визуализация золь-гель пленок с помощью растрового электронного микроскопа
  • Выводы по главе 1
  • Глава 2. Анализ процессов эволюции микро- и наноструктур золь-гель слоев с помощью оптических методов
    • 2. 1. Виды и механизмы поглощения электромагнитного излучения в различных спектральных диапазонах
    • 2. 2. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС)
      • 2. 2. 1. Физические основы рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии
      • 2. 2. 2. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия 80мол.% 8пОг -20мол.% 8Ю2 образцов
    • 2. 3. Рентгеноструктурный анализ (рентгенодифракционный анализ)
      • 2. 3. 1. Рентгеноструктурный анализ образцов системы БпОг^Юг
    • 2. 4. Инфракрасное излучение и колебания молекул
      • 2. 4. 1. Теоретические основы инфракрасной спектроскопии
      • 2. 4. 2. Характерные колебания кремниевых связей в золь-гель продуктах, полученных с использованием тетраэтоксисилана (ТЭОС)
      • 2. 4. 3. Структурные параметры кристаллитов диоксида олова (S11O2) и характерные колебания связей в них
      • 2. 4. 4. Инфракрасная спектроскопия золь-гель образцов системы Sn02-S
    • 2. 5. Спектроскопия комбинационного рассеяния света (Рамановская спектроскопия)
      • 2. 5. 1. КР-спектроскопия золь-гель образцов системы Sn02-S
    • 2. 6. Фотолюминесцентная спектроскопия (ФЛ-спектроскопия)
      • 2. 6. 1. Теоретические основы ФЛ-спектроскопии
      • 2. 6. 2. ФЛ-спектроскопия золь-гель образцов системы SnCVSiCb
    • 2. 7. Суммирование результатов исследований оптическими методами: основные особенности формирования внутренней структуры золь-гель слоев системы S11O2- SiC>
  • Выводы по главе 2
  • Глава 3. Структурные отличия золь-гель пленок, полученных при использовании различных растворителей
    • 3. 1. Абсорбционная спектрофотометрия
      • 3. 1. 1. Физические особенности спектрофотометрии орагано-неорганических растворов
      • 3. 1. 2. Теоретические основы спектрофотометрии твердого тела
      • 3. 1. 3. Спектрофотометрия образцов системы Sn02-S
        • 3. 1. 3. 1. Оптические свойства золей, используемых впоследствии для создания пленок системы 80мол.% Sn02 — 20мол.% S
        • 3. 1. 3. 2. Оптические свойства слоев системы 80мол.% S11O2 — 20мол.% S
    • 3. 2. Исследование поверхности золь-гель порошков, полученных при использовании различных растворителей, БЭТ-методом
  • Выводы по главе 3
  • Глава 4. Характеризация мезопористых и иерархических структур используя различные виды фрактального анализа
    • 4. 1. Получение изображения рельефа поверхности в зондовых сканирующих микроскопах
      • 4. 1. 1. Формат СЗМ — данных, визуализация СЗМ — данных
      • 4. 1. 2. Режимы работы ACM
      • 4. 1. 3. Требования, предъявляемые при получении АСМ-изображений для фрактального анализа
    • 4. 2. Методы фрактального анализа как альтернатива традиционным методам описания топографии поверхности
    • 4. 3. Фрактальный анализ АСМ-изображений золь-гель образцов
      • 4. 3. 1. Структурные особенности золь-гель образцов, созданных при использовании различных растворителей. П
      • 4. 3. 2. Анализ влияния температурного отжига на фрактальность поверхности золь-гель слоев
  • Выводы по главе 4
  • Глава 5. Газочувствительные свойства мезопористых, иерархических Sn02-SЮг нанокомпозитов
    • 5. 1. Газочувствительные датчики адсорбционного типа: общие сведения
    • 5. 2. Адсорбционные механизмы, проявляющиеся на поверхности металооксидных полупроводниковых слоев
    • 5. 3. Диагностика газочувствительных свойств золь-гель образцов системы Sn02- S
    • 5. 4. Газочувствительные свойства образцов, созданных при использовании различных растворителей
    • 5. 5. Влияние доли кремнесодержащего компонента на газочувствительные свойства получаемых золь-гель слоев
    • 5. 6. Долгосрочные исследования газочувствительности
  • Выводы по главе 5

Актуальность темы

.

В атмосферном воздухе содержатся многочисленные виды химических веществ, имеющие естественную или искусственную природу, некоторые из них имеют жизненно важное значение для нашего здоровья, в то время как многие другие являются вредными в большей или меньшей степени. Жизненно важные газы, такие как О2 и пары воды, должны поддерживаться на адекватном уровне в окружающей атмосфере, в то время как над опасными газами должен осуществляться постоянный контроль, чтобы значения их концентраций были ниже положенного допустимого уровня. Решение проблем безопасности и активного мониторинга состояния окружающей среды может быть обеспечено системами контроля на основе сенсорных устройств. Для этих целей используются адсорбционно-полупроводниковые газовые датчики, позволяющие решить широкий круг задач и обладающие существенными достоинствами, к которым относятся высокая чувствительность, низкая стоимость, малые размеры, простота обслуживания.

Многими авторами отмечается, что пористые материалы с высоким значением удельной поверхности являются материалами с улучшенными газочувствительными свойствами. Немаловажным фактором для получения хороших газочувствительных свойств является наличие малых размеров кристаллитов полупроводникового материала. Однако известно, что наноструктурированные полупроводниковые материалы, такие как диоксид олова, обладают рядом недостатков: агрегация наночастиц, пониженная стабильность при температурах 200 °C и выше, дрейф значения сопротивления из-за большой концентрации дефектов.

Композитные системы на основе диоксида олова, включающие в себя диоксид кремния в разных концентрациях, являются перспективным материалом для создания с помощью золь-гель технологии пленочных покрытий с иерархической структурой пор для применения в качестве активных слоев в газоаналитическом оборудовании. Управление свойствами нанокомпозитов, полученных золь-гель методом, может выполняться за счет изменения технологических параметров. Малоизученными и дискуссионными являются представления о процессах образования и эволюции структуры газочувствительных нанокомпозитов. Исследования в этом направлении имеют существенное прикладное значение для многих технических применений (газочувствительные сенсоры, протонопроводящие мембраны, нанореакторы, устройства нанокатализа и др.). Требуется развитие комплексных локальных методик контроля особенностей процессов микрофазного разделения, роста и эволюции фрактальных агрегатов. Таким образом, тема диссертационной работы является актуальной и представляет практический и научный интерес.

Целью работы являлось разработка технологических режимов формирования иерархически организованных пористых золь-гель слоев системы БпСЬ-ЗЮг и анализ их газочувствительности.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Разработать методику получения нанокомпозитных газочувствительных слоев на основе диоксидов олова и кремния с повышенными эксплуатационными характеристиками путем оптимизации различных технологических параметров (состав, растворители, температура отжига).

2. Провести анализ процессов эволюции золь-гель систем от молекулярно связанного состояния в золе до конденсированного состояния в слое.

3. Исследовать особенности изменения микрои наноструктур и оптических свойств слоев, полученных при оптимизации условий синтеза.

4. Разработать и применить методики фрактального анализа результатов атомно-силовой микроскопии для характеризации слоев с иерархической структурой.

5. Провести диагностирование газочувствительных свойств нанокомпозитных слоев по изменению электрофизических параметров при воздействии окисляющих и восстанавливающих газов.

Методы исследования.

Оптические свойства образцов исследовались с использованием спектрометров: Lamda 19, Lamda 900 и Perkin-Elmer S2000.

Структура и морфология пленочных покрытий была изучена при применении комплекса физических методов анализа конденсированного состояния, включая атомно-силовую микроскопию (АСМ), растровую электронную микроскопию (РЭМ), рентгеноспектральный микроанализ (РСМА), рентгеновскую фотоэлектронную спектроскопию (РФЭС), Рамановскую и инфракрасную спектроскопии, метод измерения фотолюминесценции, тепловой десорбции (на приборе серии СОРБИ).

Исследования газочувствительных свойств нанокомпозитных пленок системы диоксид олова — диоксид кремния проводились на лабораторных установках, созданных в институте Fraunhofer FEP и СПбГЭТУ «ЛЭТИ». Анализ проводился при изменении концентраций газов — кислорода, водорода и паров этанола и ацетона в качестве газа-реагента.

Научная новизна.

Впервые показана эффективность применения оптических методов для контроля и диагностики характеристических параметров сборки фрактальных агрегатов в золь-гель процессах на начальных этапах роста. Эти методы положены в основу специальных методик контроля газочувствительных структур. Установлено, что при вариации растворителей с разными реологическими свойствами обеспечивается управление размерами элементов сборки (глобулами фрактального строения) и изменение значения основного зазора между энергетическими зонами.

Методами инфракрасной и Рамановской (комбинационного рассеяния) спектроскопии впервые обнаружено в золь-гель слоях системы Sn02-Si02 наличие кремнекислородных структур с углами Si-O-Si связей более 144 градусов. Это объясняется возникновением в нанокомпозитных слоях зон упорядочения Si-O-Si связей в виде структур с трехмерными каркасами (например, cage-like типа).

В данной работе впервые изучена зависимость изменения морфологической фрактальной размерности от условий синтеза и температуры термообработки. Обнаружено, что двухстадийной отжиг (первая стадия — 400 °C, а вторая — 600°С) позволяет получать золь-гель структуры системы Sn02-Si02 с более развитой поверхностью, что необходимо для повышения концентрации адсорбционных центров и газочувствительности.

Продемонстрирована общность подхода фрактального анализа поверхностей для целого ряда технологически важных оксидов, а также и для антиотражающих полимерных пленок.

Практическая значимость работы.

1) Получены пленочные покрытия различных составов на подложках окисленного кремния, стекла и кварцевого стекла, обладающие прочным сцеплением с покрываемой поверхностью и не имеющие механических повреждений.

2) Изучено влияние растворителей и термических режимов на микроструктуру и физические свойства пленок.

3) Показано, что при золь-гель синтезе с растворителем н-бутанол оптимальные структуры нанокомпозитных пленок системы Sn02~Si02 образуются для составов с содержанием диоксида кремния в диапазоне 10−20 мольных процентов. При этом газочувствительность золь-гель образцов при 200 °C температуре находятся на уровне лучших мировых аналогов.

4) Предложено использование двухстадийного режима отжига (400°С и 600°С) для получения золь-гель пленок с более развитой поверхностью.

5) Предложена методика характеризации поверхности пленки, основанная на фрактальном анализе АСМ-изображений. Данная методика близка к стандарту ISO (10 110−08) характеризации оптических поверхностей высокого класса и может стать основой нанотехнологического промышленного стандарта характеризации поверхностей.

6) Оптимизированы методы измерения газочувствительности на измерительном оборудовании, созданном в лабораторных условиях, которые позволяют производить измерения для спецификации параметров и срока службы сенсоров.

7) Для поставленных задач было создано и оптимизировано программное обеспечение для автоматизации процесса измерения газочувствительных свойств, что дало возможность для круглосуточной работы измерительного оборудования. А также создана специальная программа в среде LabVIEW для обработки данных долгосрочных измерительных экспериментов.

8) Экспериментально подтверждено отсутствие деградационных эффектов в газочувствительности нанокомпозитных пленок системы Sn02-Si02 при детектировании водорода в течение 700 измерительных циклов.

Научные положения, выносимые на защиту.

1. Комплексные исследования оптическими методами обеспечивают анализ процессов эволюции микрои наноструктур в температурно-временных режимах, включая образование нанокристаллических фаз диоксида олова, возникновение Si-O cage-like ячеек (клеточного типа), формирование углеродных фаз с преимущественной sp2 координацией связей.

2. Экспериментальные данные по фотолюминесцентной спектроскопии свидетельствуют о присутствии нанокристаллического перколяционного кластера диоксида олова, размеры отдельных кристаллитов которого находятся в области проявления квантово-размерных эффектов, удовлетворительно описывающиеся феноменологической моделью близкой к приближению Урбаха с повышенным значением оптической энергетической щели.

3. Формирование и рост фрактальных кластеров, которые определяют внутреннюю и поверхностную структуру нанокомпозитных золь-гель газочувствительных слоев, определяется как вязкостью растворителей, так и температурами отжига. Методы фрактального анализа результатов атомно-силовой микроскопии обеспечивают выявление особенностей структурной организации в нанокомпозитных системах SnC>2-Si02.

4.

Введение

в состав газочувствительного слоя на основе диоксида олова фазы диоксида кремния в малых количествах (до 20 мол.%) приводит к стабилизации эксплуатационных характеристик газочувствительных структур.

Внедрение результатов работы.

Результаты диссертационной работы внедрены в курс лабораторных работ и часть лекционного материала по дисциплине «Наноматериапы», а также при усовершенствовании сенсорных структур в рамках промышленного научно-технического исследовательского проекта «Low temperature sensorics for polar media» (Fraunhofer FEP).

Результаты работы использованы при выполнении государственных контрактов 16.740.11.0211 от 24.09.2010, № П399 от 30.07.2009 и № П2279 от 13.11.09 (ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России», 2009;2011 гг.), гранта на обучение в ТУ-Дрезден и получении стипендии им. Георгиуса Агрикола (Georgius Agricola), выделенного Министерством науки и изобразительных искусств земли.

Саксонии (SMWK) (01.04.2010 — 30.09.2010 г.), тематических планов НИР, проводимых СПбГЭТУ «ЛЭТИ» по заданию министерства образования и науки РФ (2010/2011 гг.), заданий по грантам для поддержки НИР студентов и аспирантов СПбГЭТУ «ЛЭТИ» (2010 г.), гранта в рамках программы Европейского Союза Эразмус Мундус (01.04.2011 — ЗОЛ 1.2012 гг.).

Апробация работы.

Результаты диссертационной работы докладывались соискателем и обсуждались на следующих конференциях, семинарах и школах:

•S На международных конференциях: 12-ая конференция Европейского керамического общества — ECerS XII, Стокгольм, Швеция (2011) (представитель России в конкурсе для аспирантов) — Осенняя конференция Европейского материаловедческого общества — E-MRS 2011 Fall meeting, Варшава, Польша (2011) — Международный форум по нанотехнологиям — Rusnanotech-2011, Москва, Россия (2011) — 15-ая Европейская конференция по композитным материалам — ЕССМ15, Венеция, Италия (2012) — VIII Международная конференция «Аморфные и микрокристаллические полупроводники», Санкт-Петербург, Россия (2012) — Международная конференция по оксидным материалам для электронной техники (ОМЕЕ-2012), Львов, Украина (2012) — 2-ая Международная конференция по конкурентоспособным материалам и технологическим процессам — IC-CMPT2, Мишкольц, Венгрия (2012) — III Международная научная конференция «Наноструктурные материалы — 2012: РоссияУкраина — Беларусь» Санкт-Петербург, Россия (2012).

S На всероссийских конференциях: 11 Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто — и наноэлектронике, Санкт-Петербург, Россия (2009) — Всероссийская конференция с элементами научной школы для молодежи «Проведение научных исследований в области индустрии наносистем и материалов», Белгород, Россия (2009) — Конференция молодых ученых, посвященная 110-годовщине со дня создания СПбГУ ИТМО, Санкт.

Петербург, Россия (2010) — III Всероссийская научно-техническая конференция студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов «Физика и технология аморфных и наноструктурированных материалов и систем», Рязань, Россия (2010) — Первая Всероссийская конференция «Золь-гель синтез и изучение неорганических и гибридных функциональных материалов и дисперсных систем», Санкт-Петербург, Россия (2010) — XI Молодежная научная конференция, ИХС РАН, Санкт-Петербург, Россия (2010) — 45-ая школа-конференция по физике конденсированного состояния, Рощино, Россия (2011).

S На региональных конференциях: 8-ая, 12-ая и 13-ая конференции по твердотельной электронике, Санкт-Петербург, Россия (2005, 2009, 2010) — 64-ая, 65-ая, 66-ая научно-технические конференции, посвященные дню Радио, Санкт-Петербург, Россия (2009, 2010, 2011) — и на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета (СПбГЭТУ) «ЛЭТИ» (2009;2011).

Результаты работы также докладывались на научных семинарах в рамках зарубежных стажировок в Техническом университете г. Дрезден (22.04.10, 05.05.11) и в исследовательском институте Fraunhofer FEP (28.04.10, 24.05.11 и 30.11.11).

Результаты работы отмечены:

S Дипломом за лучший доклад на 11 Всероссийской молодежной конференции по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто — и наноэлектронике, Санкт-Петербург, ноябрь 2009.

S Дипломом победителя в конкурсе научно-исследовательских работ студентов, аспирантов и молодых ученых в рамках V Всероссийского интеллектуального форума-олимпиады по нанотехнологиям «Нанотехнологии — прорыв в будущее!», Москва, март 2011.

•S Дипломом лауреата Международного конкурса научно-исследовательских работ «Студент и научно-технический прогресс» по научному направлению «Индустрия наносистем», Таганрог, июнь 2012.

Публикации.

По материалам диссертационной работы опубликовано 15 статей, из них 9 в журналах, реферируемых ВАК, и 1 лабораторный практикум.

Личный вклад автора.

Автором выполнена часть работы, связанная с оптимизацией режимов работы газочувствительной установки и методов формирования пленочных покрытий золь-гель методом. Автором создано несколько программ упрощающие процессы работы с газочувствительной установкой и обработки полученной информации. Обработка и интерпретация экспериментальных данных проведена совместно с сотрудниками Технического университета г. Дрезден и СПбГЭТУ «ЛЭТИ». Автором проведены все эксперименты по исследованию газочувствительных свойств и выполнена большая часть измерений, сделанных с помощью атомно-силового микроскопа и различных типов спектрометров, также произведены все расчетные операции по обработке АСМ-снимков, спектров отражения и пропускания электромагнитного излучения, полученных с помощью спектрометра Lamda 19, и оценке газочувствительных свойств образцов. Подготовка публикаций проведена автором совместно с соавторами.

Объем и структура работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав с выводами, заключения, 2 приложений и списка литературы, включающего 220 наименований. Основная часть работы изложена на 185 страницах машинописного текста. Работа содержит 54 рисунка и 22 таблицы.

Выводы по главе §.

В данной главе проанализированы механизмы реакций при адсорбции выбранных для экспериментов аналитов, представлены экспериментальные данные исследования газочувствительных свойств металлооксидных золь-гель пленок, произведен литературный анализ этих свойств. Основные результаты экспериментов могут быть сформулированы так:

Анализ газочувствительных свойств образцов, созданных при использовании различных растворителей, показал, что значения газочувствительности слабо зависят от выбора растворителя (спиртов), что нельзя сказать о временных характеристиках, которые существенным образом изменяются. В связи с тем, что наивысшее значение газочувствительности зарегистрировано у образца, сформированного при использовании этанола в качестве растворителя, а реакционная способность детектирования немного выше у образца, синтезированного на основе н-бутанола, можно предположить, что образец полученный при использовании двух этих растворителей, будет обладать оптимальными газочувствительными свойствами. Исследования также показали, что наличие в пленках диоксида кремния в малых количествах (до 20 мол. %) благоприятно влияет на газочувствительные свойства композиционного материала. Экспериментально показано, что нанокомпозитные золь-гель структуры системы ЗпОг^Юг обладают долговременной стабильностью детектирования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Основными выводами, суммирующие важнейшие научные и практические результаты проделанной работы, являются:

1. Методами рентгеновского анализа установлено, что мольные соотношения диоксидов олова и кремния в отожженных пленках соответствуют мольным соотношениям материалов в золе.

2. Выявлено, что пленочные покрытия представляют собой нанокомпозитные слои, состоящие из нанокристаллитов Sn02 размером ~5 нм в матрице рентгеноаморфного Si02.

3. Опробованы различные методы определения толщины золь-гель пленок на основе Sn02-Si02 и определен наиболее подходящий для данных пленочных покрытий. Определен диапазон значений толщин нанокомпозитных слоев. В зависимости от условий синтеза значения толщины золь-гель пленки варьируются от 60 нм до 200 нм.

4. Методом сканирующей электронной микроскопии обнаружено, что покрытия различных составов на подложках окисленного кремния, стекла и кварцевого стекла, обладают прочным сцеплением с покрываемой поверхностью и не имеют механических повреждений.

5. По данным измерения фотолюминесценции и литературного анализа была построена условная энергетическая зонная диаграмма для кристаллических включений диоксида олова. Обнаружено, что значение ширины энергетической щели (4 эВ) больше по сравнению со значением, характерным для объемного Sn02 (3,62 эВ).

6. Методом абсорбционной спектрофотометрии установлено, что в условиях увеличения вязкости растворителей (спиртов) рост, сборка и эволюция фрактальных агрегатов в золь-гель системах на основе Sn02-Si02 приводит к увеличению оптической энергетической щели сформированных материалов. На основании существующих представлений о золь-гель процессах предложена модель, объясняющая полученный результат.

7. Продемонстрирована методика характеризации морфологических свойств иерархических наноструктурных слоев, используя возможности фрактальной теории.

8. Установлено, что фрактальная размерность нанокомпозитов системы 8п02−8Ю2 существенно зависит от термических условий синтеза. Прослежена эволюция структурных изменений поверхности и предложена модель, объясняющая эти изменения.

9. Обнаружено, что двухстадийной отжиг (первая стадия — 400 °C, а вторая — 600 °C или выше) позволяет получать золь-гель структуры системы 8п02−8ю2 с более развитой поверхностью.

10. Экспериментально доказана возможность создания гомогенного золя, с последующим формированием из него нанокомпозитной пленки, с использованием растворителей двух типов: этанола и бутанола.

11. Выявлено, что при использовании смешанных этанол-бутанол растворов-золей, при формировании пространственной структуры золь-гель пленки свойства бутилового спирта доминируют.

12. Исследования газочувствительных свойств показали, что наличие в пленках диоксида кремния в малых количествах (до 20 мол. %) благоприятно влияет на газочувствительные свойства композиционного материала.

13. Анализ газочувствительных свойств образцов, созданных при использовании различных растворителей, показал, что значения газочувствительности слабо зависят от выбора растворителя (спиртов), что нельзя сказать о временных характеристиках, которые существенным образом изменяются. Наивысшее значение газочувствительности зарегистрировано у образца, сформированного при использовании этанола в качестве растворителя, а реакционная способность детектирования немного выше у образца, синтезированного на основе н-бутанола.

14. Экспериментально показано, что нанокомпозитные золь-гель структуры системы 8п02−8Ю2 обладают долговременной стабильностью детектирования. Газочувствительность возрастает на ~10% при непрерывной работе в течение 240 часов (10 суток).

Основываясь на представленных результатах можно наметить перспективные направления для дальнейшей экспериментальной деятельности: исследование газочувствительных свойств образцов, полученных при использовании двух типов растворителей: н-бутанола и этанола на стадии синтеза золя, с различными соотношениями спиртов. Использование двух типов растворителей, предположительно, позволит увеличить газочувствительные характеристики слоев системы 8п02−8Ю2, за счет оптимизации пористой структуры слоя, увеличения количества путей протекания тока при сохранении размеров кристаллитов диоксида олова. эксперименты, направленные на создание трехкомпонентных нанокомпозитных слоев на основе известной системы 8п02−8Ю2 путем добавления компонента, обладающего каталитическими свойствами. Это позволит увеличить реакционную способность получаемых сенсорных слоев. создание мультисенсорных систем и использование большего количества газов-реагентов для газочувствительных экспериментов, и прочее.

Поскольку резистивные сенсорные слои, полученные золь-гель методом, обладают неоспоримыми достоинствами, основными из которых являются простота изготовления и низкая себестоимость, вопросы улучшения газочувствительных свойств путем оптимизации технологических режимов получения будут оставаться актуальными.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Doumanidis Ch.C. Nanomanufacturing of random branching material architectures. // Microelectronic Engineering, 86, 2009. P. 467478.
  2. А.И., Мошников B.A., Таиров Ю. М., Шилова О. А. Основы золь-гель технологии нанокомпозитов. / Спб., изд-во «Элмор», 2007. -254 с.
  3. Н.Г. Структура полимеров от молекул до наноансамблей. / Долгопрудный: Изд. дом «Интеллект», 2009. — 264 с.
  4. И. В., Козлов Г. В., Заиков Г. Е. Структурная стабилизация полимеров: фрактальные модели. / Издательство «Академия Естествознания», М., 2007. 328 с.
  5. A., Collinson М. М. Analytical chemistry with silica sol gels: traditional routes to new materials for chemical analysis. // Annual Review of Analytical Chemistry, 2, 2009. P. 121−143.
  6. Kante I., Devers Т., Harba R., Andreazza-Vignolle C., Andreazza P. Electrical behavior nanosized tin dioxide films prepared by electrodeposition for gas sensing applications. //Microelectronics journal, 36, 2006. P. 639−643.
  7. Chen Z., Pan D., Zhao В., Ding G., Jiao Z., Wu M., Shek C.-H., Wu L.C.M., Lai J.K.L. Insight on fractal assessment strategies for tin dioxide thin films. ACS Nano, 4, no. 2, 2010. P. 1202−1208.
  8. Beaucage G. Small-angle scattering from polymeric mass fractals of arbitrary mass-fractal dimension. // J. Appl. Cryst., 29, 1996. P. 134−146.
  9. Weitz D., Lin M., Sandroff C. Colloidal aggregation revisited: new insights based on fractal structure and surface-enhanced Raman scattering. // Surface Sci., 158, 1985.-P. 147−164.
  10. Zhu J., Tay B.Y., Ma J., Xie H., Yong M.S. Self-assembly synthesis and characterisation of mesoporous Sn02/Sn02-Si02 on neutral template. // SIMTech technical reports, 8, no. 3, 01, 2007. P. 122−128.
  11. Г. И., Помогайло С. И., Голубева Н. Д., Помогайло А. Д. Молекулярный дизайн и структурные характеристики металлополимерных нанокомпозитов. // Rusnanotech'09, 08, 2009. С. 361−363.
  12. Adamyan A.Z., Adamyan Z.N., Aroutiounian V.M., Schierbaum K.D., Han S.-D. Improvement and stabilization of thin-film hydrogen sensors parameters. // Armenian Journal of Physics, 2, issue 3, 2009. P. 200−212.
  13. Gracheva I.E., Moshnikov V.A., Kuznezov V.V., Maximov A.I., Karpova S.S., Ponomareva A.A. Hierarchical nanostructured semiconductor porous materials for gas sensors // Journal of Non-Crystalline Solids, 356, 2010. P. 2020−2025.
  14. А.Д., Розенберг A.C., Уфлянд И. Е. Наночастицы металлов в полимерах. / М., Химия, 2000, 672 с.
  15. Gong J., Chen Q., Fei W., Seal S. Micromachined nanocrystalline SnC>2 chemical gas sensors for electronic nose. // Sensors and Actuators B, 102, 2004. -P. 117−125.
  16. Lee G.-G., Kang S.-J. Formation of large pores and their effect on electrical properties of SnC>2 gas sensors. // Sensors and Actuators B, 107, 2005. P. 392 396.
  17. Firooz A.A., Hyodo Т., Mahjoub A.R., Khodadadi A.A., Shimizu Y. Synthesis and gas-sensing properties of nano- and meso-porous Mo02 -doped Sn02. // Sensors and Actuators B, 147, 2010. P. 554−560.
  18. Sakai G., Baik N.S., Miura N., Yamazoe N. Gas sensing properties of tin oxide thin films fabricated from hydrothermally treated nanoparticles. Dependence of CO and H2 response on film thickness. // Sensors and Actuators B, 77, 2001. -P. 116−121.
  19. И.А., Сухарев В. Я., Куприянов Л. Ю., Завьялов С. А. Полупроводниковые сенсоры в физико-химических исследованиях. М.: Наука, 1991, — 327 С.
  20. Korotcenkov G. Metal oxides for solid-state gas sensors: What determines our choice? // Materials Science and Engineering B, 139, 2007. P. 1−23.
  21. Lu F., Liu Y., Dong M., Wang X. Nanosized tin oxide as the novel material with simultaneous detection towards CO, H2 and CH4. // Sensors and Actuators B, 66, 2000.-P. 225−227.
  22. Varghese O.K., Malhotra L.K., Sharma G.L. High ethanol sensitivity in solgel derived Sn02 thin films. // Sensors and Actuators B, 55, 1999. P. 161−165.
  23. Yamazoe N. Toward innovations of gas sensor technology. // Sensors and actuators B, 108, 2005. P. 2−14.
  24. Wang Ch., Yin L., Zhang L., Xiang D., Gao R. Metal oxide gas sensors: Sensitivity and influencing factors. // Sensors 2010, 10, 2010. P. 2088−2106- doi:10.3390/sl 302 088
  25. И.Е., Луцкая О. Ф., Максимов А. И. Синтез и исследование газочувствительных слоев на основе нанокомпозитов системы Sn02-Si02-In203 // Известия Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета ЛЭТИ, № 2. 2005. С. 18−23.
  26. Т.В., Герасимов Г. Н., Громов В. Ф., Спиридонова Е. Ю., Трахтенберг Л. И. Проводимость нанокристаллических композитных пленок Sn02-In203. // Журнал физической химии, том 84, № 9, 2010. С. 1706−1711.
  27. Choi U.-S., Sakai G., Shimanoe К., Yamazoe N. Sensing properties of Sn02-Co304 composites to CO and H2. // Sensors and Actuators B, 98, 2004. -P.166−173.
  28. Kanazawa E., Sakai G., Shimanoe K., Kanmura Y., Tereoka Y., Miura N., Yamazoe N. Metal oxide semiconductor N20 sensor for medical use. // Sensors and Actuators B, 77, 2001. P. 72−77.
  29. Tricoli A., Graf М., Pratsinis S.E. Optimal doping for enhanced Sn02 sensitivity and thermal stability. // Adv. Funct. Mater., 18, 2008. -P. 1969−1976.
  30. Ling T.-R., Tsai C.-M. Influence of nano-scale dopants of Pt, CaO and Si02, on the alcohol sensing of Sn02 thin films. // Sensors and Actuators B, 119, 2006.-P. 497−503.
  31. Feng Y.-S., Yao R.Sh., Zhang L.D. Preparation and optical properties of Sn02/Si02 nanocomposite. // Chin. Phys. Letter, 21, no. 7, 2004. P. 13 741 376.
  32. Jain K., Lakshmikumar S.T. Preparation of nanocrystalline tin oxide powder for gas sensor applications. // J. Surface Sci. Technol., 21, 2005. P. 129−138.
  33. Halek G., Stoga D., Teterycz H. Behavior of semiconductor gas sensors with sol-gel sensing layer. // International Students and Young Scientists Workshop «Photonics and Microsystems», Conference Publications, 2008. P. 12−14.
  34. H.B. Химические методы получения тонких прозрачных пленок. / Д.: Химия, 1971, 200 с.
  35. JI.O. Методы получения наноматериалов. // Курс лекций. Национальный Исследовательский Томский Политехнический Университет, Томск, 2010.-79 с.
  36. Brinker С. J., Scherer G. W. Sol-Gel Science. The Physics and Chemistry of Sol-Gel Processing. / San Diego: Academic Press, 1990. 908 p.
  37. Klein L.C. Solgel coatings, in Coatings Technology Handbook. / Taylor & Francis Group, LLC. 2006. P. 96/1−96/4.
  38. В.Я., Данилевич Я. Б., Гусаров В. В., Жабрев В. А. От фундаментальных исследований к разработке новых материалов и технологий. // Инновации, № 6, 2008. С. 44−49.
  39. Chen L., Xu J., Morris M.A. Two-dimensional fractal structures of metal oxides synthesized at room temperature. // Advanced materials research, 47−50, 2008.-P. 1177−1180.
  40. Adamyan A.Z., Adamian Z.N., Aroutiounian. V.M. Preparation of Sn02 films with thermally stable nanoparticles. // Sensors, 3, 2003. P. 438−442.
  41. Nakanishi K. Sol-gel process of oxides accompanied by phase separation. // Bull. Chem. Soc. Jpn, 79, No. 5, 2006. P. 673−691.
  42. В. А., Грачева И. Е. Сетчатые газочувствительные нанокомпозиты на основе диоксидов олова и кремния. // Приложение к журналу «Вестник РГРТУ» № 4, 5−6, 2009. С. 23−31. ISSN 1995−4565
  43. Wagner Т., Kohl C.-D, Froba M., Tiemann M. Gas sensing properties of ordered mesoporous Sn02. // Sensors, 6, 2006. P. 318−323.
  44. Feng Y.S., Zhou S.M., Li Y., Zhang L.D. Preparation of the Sn02/Si02 xerogel with a large specific surface area. Materials Letter 57, 2003. P. 24 092 412.
  45. А.И. Газочувствительные полупроводниковые нанокомпозиты на основе диоксида олова, сформированные методами золь-гель технологии. // Дисс. на соискание степени к.ф.-м.н., С-Пб, 2005. 158 с.
  46. И.Е., Максимов А. И., Мошников В. А., Плех М. Е. Автоматизированная установка для измерения газочувствительности сенсоров на основе полупроводниковых нанокомпозитов. // Приборы и техника эксперимента, N3, 2008. С. 143−146.
  47. К.В. Теоретическое прогнозирование некоторых физических свойств поликонденсационных полимеров. // Автореферат дисс. на соискание степени к.ф.-м.н. Москва, 2008- 24 С.
  48. Л.Ф., Трошина Е. П., Мащенко Т. С., Романов Д. П., Максимов А. И., Луцкая О. Ф. Исследование кристаллизации Sn02, полученного зольгель методом из солей олова разной валентности. // Журнал физической химии, 74,10, 2001. С. 1569−1572.
  49. O.A. Силикатные и гибридные нанокомпозиционные материалы, формируемые методом золь-гель технологии // Автореф. докт. дис., РАН ИХС им. Гребенщикова, С-Пб, 2005. 17 с.
  50. A.A., Мошников В. А., Suchaneck G. Использование оптических методов исследования для выявления структурных особенностей пористых нанокомпозитных пленок системы диоксид олова-диоксид кремния //Письма в ЖТФ, 37, вып. 19, 2011. С. 8−15.
  51. Определение теплофизических свойств газов, жидкостей и водных растворов веществ: метод, указания. Сост. Е. М. Шадрина, Г. В. Волкова- Иван. гос. хим.-технол. ун-т. Иваново, 2009. — 80 с.
  52. Е.И. Многокомпонентные гомогенные системы. Учебное электронное текстовое издание. УрФУ, Екатеринбург, 2010.- 107 с.
  53. Мольный объем. Инженерная химия (Chem Way): www. chemway .ru/bdchem/definition/methods/descliquid/vmbcalc .php
  54. Ф.Г., Рудзитис Г. Е. Химия 8: Неорган, химия. / Учебник. М.: Просвещение, 1990. 166 с.
  55. Э.Н. Начала современной химии. / JL, «Химия», 1989. 58 с.
  56. Л.В., Борисенко А. И. Тонкослойные стеклоэмалевые и стеклокерамические покрытия. / JL: Наука, 1980. 88 с.
  57. В. Е. J. Introduction and effect structural variations in inorganic polymers and glass network. // Non-Crystal. Solids., 51, no. 105, 1982. P. 105— 121.
  58. E.B., Шилова O.A., Хашковский C.B. Золь-гель технология получения стеклокерамических и гибридных покрытий: Монография. / Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2009. 102 с.
  59. В.В., Сидорак И. А., Шубин A.A., Денисова Л. Т. Получение порошков Sn02 разложением термически нестабильных соединений. //
  60. Журнал Сибирского Федерального Университета. Серия: Техника и Технологии, 3, вып. 2, 2010. стр. 189−213.
  61. О.А. Разработка растворов на основе легированных кремнеземных пленок с целью модификации свойств кремния и ниобата лития. / Дис. канд. техн. наук., Л., 1984. 309 с.
  62. Ivanov V.V., Sidorak I.A., Shubin А.А., Denisova L.T. Synthesis of Sn02 powders by decomposition of the thermally unstable compounds. // Journal of Siberian Federal University. Engineering & Technologies, 2, 2010. P. 189−213.
  63. Yamazoe N. New approaches for improving semiconductor gas sensors. // Sensors and Actuators B, 5, 1991. P. 7−19.
  64. Xu Ch., Tamaki J., Miura N., Yamazoe N. Grain size effects on gas sensitivity of porous Sn02-based elements. // Sensors and Actuators B, 3, 1991. -P. 147−155.
  65. C.B., Хасанов Т. Показатель преломления тонкой однородной пленки Si02. // Оптика и спектроскопия, 105, № 3, 2008. С. 505−510.
  66. A.M. Оптические свойства материалов и механизмы их формирования. / СПб: СПбГУИТМО., 2008. 103 с.
  67. Н.А., Яшина Л. В. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия. / Методическая разработка, Москва, 2011. 89 с.
  68. Ponomareva А.А., Moshnikov V.A., GloB D., Delan A., Kleiner A., Suchaneck G. Metal-oxide-based nanocomposites comprising advanced gas sensing properties // Journal of Physics: Conference Series, 345, 2012. 12 029 (6 стр.).
  69. A.B., Гриненко E.B., Щукин А. О., Федулина Т. Г. Инфракрасная спектроскопия органических и природных соединений. / Учебное пособие. СПб.: СПбГЛТА, 2007. 54 с.
  70. А.Н. Колебательные спектры и строение силикатов. / Изд-во «Наука», Ленинград, 1968. 347 с.
  71. Innocenzi P. Infrared spectroscopy of sol-gel derived silica-based films: a spectra-microstructure overview. // Journal of Non-Crystalline Solids 316, 2003. -P. 309−319.
  72. Matos M.C., Ilharco L.M., Almeida R.M. The evolution of TEOS to silica gel and glass by vibrational spectroscopy. // J. Non-Cryst. Solids, 147−148, 1992. -P. 232−237.
  73. Almeida R.M., Guiton T.A., Pantano G.C. Characterisation of silica gels by infrared reflection spectroscopy. // J. Non-Cryst. Solids 121, 1990. P. 193−197.
  74. Batzill M., Diebold U. The surface and materials science of tin oxide. // Progress in Surface Science 79, 2005. P. 47−154.
  75. Katiyar R.S., Dawson P., Hargreave M.M., Wilkinson G.R. Dynamics of the rutile structure III. Lattice dynamics, infrared and Raman spectra of Sn02. // J. Phys. C: Solid State Phys. 4, 1971. P. 2421−2431.
  76. Summitt R. Infrared absorption in single-crystal stannic oxide: optical lattice-vibration modes. // J. Appl. Phys. 39, 1968. 3762 (6 pp.).
  77. Peercy P. S., Morosin B. Pressure and temperature dependences of the Raman-active phonons in Sn02. // Phys. Rev. B, 7, 1973. 2779−2786.
  78. H.M., Гладкова Н. Я., Грачева E.B. и др. Органическая химия: лабораторный практикум, ред. В. Е. Лопатин. / Красноярск: ИПЦ ПИ СФУ, 2007.- 188 с.
  79. А.С., Максимов А. И., Мошников В. А., Ярославцев Н. П. Внутреннее трение в полупроводниковых тонких пленках, полученных методом золь-гель технологии. // ФТП, том 39, вып. 3, 2005. С. 300−304.
  80. Fidalgo A., Ilharco L.M. Correlation between physical properties and structure of silica xerogels. // Journal of Non-Crystalline Solids, 347, 2004. P. 128−137.
  81. Bertoluzza A., Fagnano C., Morelli M.A., Gottardi V., Guglielmi M. Raman and infrared spectra on silica gel evolving toward glass. // Journal of Non-Crystalline Solids, 48, issue 1, 1982. P. 117−128.
  82. Zhang F., Baralia G., Boborodea A., Bailly C., Nysten B., Jonas A.M. Partial dewetting of polythylene thin films on rough dioxide surfaces. // Langmuir, 21, 2005.-P. 7427−7432.
  83. Primeau N., Vautey C., Langlet M. The effect of thermal annealing on aerosol-gel deposited Si02 films: a FTIR deconvolution study. // Thin Solid Films, 310, issues 1−2, 1997. P. 47−56.
  84. Yoshino H., Kamiya K., Nasu H. IR study on the structural evolution of solgel derived SIO2 gels in the early stage of conversion to glasses. // J. Non-Cryst. Solids, 126, issues 1−2, 1990. P. 68−78.
  85. Kirk C.T. Quantitative analysis of the effect of disorder-induced mode coupling on infrared absorption in silica. // Phys. Rev. B, 38, 1988. P. 12 551 273.
  86. Grill A., Neumayer D.A. Structure of low dielectric constant to extreme low dielectric constant SiCOH films: Fourier transform infrared spectroscopy characterization. // J. Appl. Phys., 94, 2003. P. 6697−6707.
  87. Lucovsky G., Manitini M.J., Srivastava J.K., Irene E.A. Low-temperature growth of silicon dioxide films: A study of chemical bonding by ellipsometry and infrared spectroscopy. // J. Vac. Sci. Technol. B, 5, 1987. P. 530−537.
  88. Kim Y.-H., Hwang M.S., Kima H.J., Kim J.Y., Lee Y. Infrared spectroscopy study of low-dielectric-constant fluorine-incorporated and carbon-incorporated silicon oxide films. // J. Appl. Phys., vol. 90, 2001. P. 3367−3370.
  89. Lange P. Evidence for disorder-induced vibrational mode coupling in thin amorphous Si02 films. // J. Appl. Phys., vol. 66, 1989. P. 201−204.
  90. Ypenburg J. W., Gerding H. Vibrational spectra and structure (s) of X (OR)4 molecules with X=C: Si and R = methyl, ethyl. // Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas, 91, issue 10, 1972. P. 1245−1274.
  91. Wang Y., Ramos I., Santiago-Aviles J.J. Synthesis of ultra-fine porous tin oxide fibres and its process characterization. // Nanotechnology, 18, 2007. -295 601 (7pp).
  92. Brawer S. Theory of the vibrational spectra of some network and molecular glasses. //Phys. Rev. B, 11, 1975.-P. 3173−3194.
  93. Martinez J.R., Ruiz F., Vorobiev Y.V., Perez-Robles F., Gonzalez-HernandezJ. Infrared spectroscopy analysis of the local atomic structure in silica prepared by sol-gel. // J. Chem. Phys., 109, 1998. 7511−7514.
  94. Bornhauser P. and Calzaferri G. Ring-opening vibrations of spherosiloxanes. // J. Phys. Chem., 100 (6), 1996. P. 2035−2044.
  95. Marcolli C., Calzaferri G. Vibrational structure of monosubstituted octahydrosilasesquioxanes. // J. Phys. Chem. B, 101 (25), 1997. P. 4925−4933.
  96. Brawer S.A., White W.B. Raman spectroscopic investigation of the structure of silicate glasses. I. The binary alkali silicates. // J. Chem. Phys., 63, 1975. P. 2421−2432.
  97. Taylor W.R. Application of infrared spectroscopy to studies of silicate glass structure: Examples from the melilite glasses and the systems Na20-Si02 and Na20-Al203-Si02. // Journal of Earth System Science, 99, no. 1, 1990. P. 99 117.
  98. Hoffmann F., Gungerich M., Klar P.J., Froba M. Vibrational spectroscopy of periodic mesoporous organosilicas (PMOS) and their precursors: a closer look. // J. Phys. Chem. C, 111 (15), 2007. P. 5648−5660.
  99. Connell G.A.N., Pawlik J.R. Use of hydrogenation in structural and electronic studies of gap states in amorphous germanium. // Phys. Rev. B, 13, 1976.-P. 787−804.y
  100. Ilieva S., Galabov B., Dudev T., Gounev T.K., Durig J.R. Effective bond charges from infrared intensities in CH4, SIH4, GeH4 and SnH4. // J. Mol. Struct. 565−566, 2001. P. 395−398.
  101. Yu B, Guo L., Yang Zh., Zhu C., Gan F., Zhang G, Tang G., Wu X., Chen W. The infrared vibration characteristics of Sn02 nanoparticles. // Physics Letters A, 251, issue 1, 1999. -P. 67−72.
  102. Dharmaraj N., Kim C.H., Kim K.W., Kim H.Y., Suh E.K. Spectral studies of Sn02 nanofibres prepared by electrospinning method. // Spectrochim. Acta Part A, 64, 2006.-P. 136−140.V
  103. Li Z., Chen W., Xiang X., Zu X., Wei Q., Wang L. Direct formation of Sn02/Si02 composite nanoparticles with high surface area and high thermal stability by sol-gel-hydrothermal process. // J. Sol-Gel Sci. Technol., 49, 2009. -P. 196−201.
  104. Hafaiedh I., Helali S., Cherif K., Abdelghani A., Tournier G. Characterization of tin dioxide film for chemical vapors sensor. // Mater. Sci. Eng. C, 28, 2008. P. 584−587.
  105. Kirszensztejn P., Kawalko A., Tolinska A., Przekop R. Synthesis of Si02-Sn02 gels in water free conditions. // J. Porous Mater., 18, 2011. P. 241−249.
  106. Amaliric-Popescu D., Bozon-Verduraz F. Infrared studies on Sn02 and Pd/ Sn02. // Catalysis Today, 70, 2001. P. 139−154.
  107. Acarbas O., Suvaci E., Dogan A. Preparation of nanosized tin oxide (Sn02) powder by homogeneous precipitation. // Ceramics International, vol. 33, issue 4, 2007. P. 537−542.
  108. Morrison J.M., Haendler H.M. Some reactions of tin (II) chloride in nonaqueous solution. // Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry, 29, issue 2, 1967.-P. 39300.
  109. Giuntini J.C., Granier W.J., Zanchetta V., Taha A. Sol-gel preparation and transport properties of a tin oxide. // J. Mater. Sci. Lett., 9, 1990. P. 1383−1388.
  110. Gu F., Wang S.F., Song C. F, Lu M. K, Qi Y.X., Zhou G.J., Xu D., Yuan D.R. Synthesis and luminescence properties of Sn02 nanoparticles. // Chem. Phys. Lett, 372, 2003. P. 451−454.
  111. Siciliano P. Preparation, characterisation and applications of thin films for gas sensors prepared by cheap chemical method. // Sensors and Actuators B, 70, 2000.-P. 153−164.
  112. Fujihara S, Maeda T, Ohgi H, Hosono E, Imai H, Kim S.-H. Hydrothermal routes to prepare nanocrystalline mesoporous Sn02 having high thermal stability. // Langmuir, 20, issue 15, 2004. P. 6476−6481.
  113. Harrison P. G, Guest A. Tin oxide surfaces. Part 17. An infrared and thermogravimetric analysis of the thermal dehydration of tin (IV) oxide gel. // J. Chem. Soc, Faraday Trans. 1, 83, 1987. — p. 3383−3397.
  114. Sarabadani P, Sadeghi M, Ghasemi M, Asadollahi Z, Afshari N. Synthesis and characterization of tin oxide nanoparticles by solid state chemical reaction method. // Journal of Cluster Science, 22, no. 2, 2011. P. 131−140.
  115. Zhang J, Gao L. Synthesis and characterization of nanocrystalline tin oxide by sol-gel method. // Journal of Solid State Chemistry, 177, 2004. P. 1425−1430.
  116. Ильичев И. С, Лазарев M. A, Щепалов А. А. Основы физико-химического анализа продуктов нефтепереработки и нефтехимического синтеза. / Эл. УМК, Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2010. 163 с.
  117. Kar A, Yang J, Dutta М, Stroscio M. A, Kumari J, Meyyappan M. Rapid thermal annealing effects on tin oxide nanowires prepared by vapor-liquid-solid technique. // Nanotechnol, 20, 2009. 65 704 (4 pp).
  118. Zuo J, Xu C, Liu X, Wang Ch, Wang Ch, Hu Y, Qian Y, Study of the Raman spectrum of nanometer Sn02. // J. Appl. Phys, 75, 1994. P. 1835−1836.
  119. Scott J.F. Raman spectrum of Sn02. // J. Chem. Phys, 53, 1970. P. 852 853.
  120. Ferrari A. C, Robertson J, Interpretation of Raman spectra of disordered and amorphous carbon. // Phys. Rev. B, 61, 2000. P. 14 095−14 107.
  121. В. М., Методы исследования материалов фотоники: элементы теории и техники. / Учебное пособие. СПб: СПбГУ ИТМО, 2008. -275 с.
  122. Seok S., Lim Mi Ае, Ju Jung-Jin, Lee M.-H. Optical properties of Er-doped Al203-Si02 films prepared by a modified sol-gel process. // Journal of the American Ceramic Society, 88(9), 2005. P. 2380−2384.
  123. Luterova K., Dohnalova K., Trojanek F., Neudert K., Gilliot P., Honerlage В., Maly P., Pelant I. Porous silicon grains in Si02 matrix: Ultrafast photoluminescence and optical gain. // Journal of Non-Crystalline Solids, 352, 2006.-P. 3041−3046.
  124. Gu F., Wang S.F., Lu M.K., Cheng X.F., Liu S.W., Zhou G.J., Xu D., Yuan D.R. Luminescence of Sn02 thin films prepared by spin-coating method. // J. Cryst. Growth, 262, 2004. P. 182−185.
  125. Gaidi M., Hajjaji A., Smirani R., Bessais В., El Khakani M.A. Structure and photoluminescence of ultrathin films of Sn02 nanoparticles synthesized by means of pulsed laser deposition. // J. Appl. Phys., 108, 2010. 63 537 (5pp).
  126. Hu J.Q., Bando Y., Golberg D. Self-catalyst growth and optical properties of novel Sn02 fishbone-like nanoribbons. // Chemical Physics Letters, 372, 2003. P.758−762.
  127. An X., Meng G., Wei Q., Zhang X., Hao Y., Zhang L. Synthesis and Photoluminescence of Sn02/Si02 microrings. // Adv. Mater., 17, 2005. P. 17 811 784.
  128. Zhou J.X., Zhang M.S., Hong J.M., Yin Z. Raman spectroscopic and photoluminescence study of single-crystalline Sn02 nanowires. // Solid State Communications, 138, 2006. P. 242−246.
  129. Wei T.-Y., Kuo C.-Y., Hsu Y.-J., Lu S.-Y., Chang Y.-C. Tin oxide nanocrystals embedded in silica aerogel: Photoluminescence and photocatalysis. // Microporous and Mesoporous Materials, 112, 2008. P. 580−588.
  130. Kar A., Stroscio M.A., Dutta M., Kumari J., Meyyappan M. Observation of ultraviolet emission and effect of surface states on the luminescence from tin oxide nanowires. // Appl. Phys. Lett., 94, 2009. 101 905 (3pp).
  131. Yang H.Y., Yu S.F., Cheng C.W., Tsang S.H., Liang H.K., Fan H.J. Randomly packed n-Sn02 nanorods/p-SiC heterojunction light-emitting diodes. // Appl. Phys. Lett., 95, 2009. 201 104 (3pp).
  132. Zhou W., Liu R., Wan Q., Zhang Q., Pan A. L., Guo L., Zou B. Bound exciton and optical properties of Sn02 one-dimensional nanostructures. // J. Phys. Chem. C, 113 (5) 2009.-P. 1719−1726.
  133. Химическая энциклопедия: Спектрофотометрия. www.chemport.ru/data/chemipedia/article3520.html
  134. Практикум по атомной физике: http://optics.sgu.ru/media/library/education/atom-13 .pdf
  135. Н., Дэвис Э. Электронные процессы в некристаллических веществах. / Москва, Изд-во «Мир», т. 1,1982. 368 с.
  136. Курс «Полупроводниковая оптика», Лекция 8, Физико-технический факультет СПбГПУ: http://www.ioffe.ru/coherent/index.html/lectures.html
  137. И.А., Зацепин А. Ф., Кортов B.C., Щапова Ю. В. Правило Урбаха в стеклах Pb0-Si02. // ФТТ, т. 42, вып. 2, 2000. С. 224−229.
  138. В.И. Основы радиационного оптического материаловедения. / Учебное пособие. СПб: СПбГУ ИТМО, 2008. 284 с.
  139. Свободная энциклопедия Википедия: www.wikipedia.org
  140. В.Д., Герасименко В. А., Кононенко В. В., Пименов С. М., Хомич А. В., Ковалев В. И., Кирпиленко Г. Г., Шелухин Е. Ю. Оптические свойства наноструктурированных пленок a-C:H:Si. // Российские Нанотехнологии, том 4, № 5−6, 2009.-С. 138−143.
  141. Caglar Y., Ilican S., Caglar M. Single-oscillator model and determination of optical constants of spray pyrolyzed amorphous Sn02 thin films. // Eur. Phys. J. В 58, 2007.-P. 251−256.
  142. Ponomareva A.A., Moshnikov V.A., Suchaneck G. Mesoporous sol-gel deposited Si02-Sn02 nanocomposite thin films // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, № 30, 2012. 12 003 (5 стр.).
  143. Gu F., Wang S.F., Lu M.K., Zhou G.J., Xu D., Yuan D.R. Photoluminescence properties of Sn02 nanoparticles synthesized by sol-gel method. // J. Phys. Chem. B, 108, 2004. P. 8119−8123.
  144. Yu В., Zhu C., Gan F. Exciton spectra of Sn02 nanocrystals with surficial dipole layer. // Optical Materials, 7, 1997. P. 15−20.
  145. В.А., Шилова O.A. Золь-гель-нанотехнология // В кн. Нанотехнология: физика, процессы, диагностика, приборы / Под ред. В. В. Лучинина, Ю. М. Таирова. М.: Физматлит, 2006. С. 205−249.
  146. Crabtree R.H. The organometallic chemistry of the transition metals. Fourth Edition // A John Wiley & Sons, Inc., Publication, USA, 2005. P. 72−78.
  147. С. Адсорбция газов и паров. Т. 1., М.: ИЛ, 1948. 783 с.
  148. Brunauer S., Emmett Р.Н., Teller Е. Adsorption of gases in multimolecular layers. // J.Amer.Chem.Soc., 60, 1938. P.309−319.
  149. Gracheva I.E., Moshnikov V.A., Karpova S.S., Maraeva E.V. Net-like structured materials for gas sensors // Journal of Physics: Conference Series, 291, 2011.-12 017 (7 pp.).
  150. В. JI. Основы сканирующей зондовой микроскопии. / Учебное пособие. РАН, Институт физики микроструктур, Ниж. Новгород, 2004. -114с.
  151. В.А., Спивак Ю. М. Атомно-силовая микроскопия для нанотехнологии и диагностики. / Учеб. пособие, СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2009. 80 с.
  152. Ю.М. Анализ фотоприемных монокристаллических и поликристаллических слоев на основе халькогенидов свинца методами атомно-силовой микроскопии. // Автореферат на соискание ученой степени к. ф.-м. н., Санкт-Петербург, 2008. 16 с.
  153. В.А., Федотов А. А., Румянцева А. И. Методы сканирующей зондовой микроскопии в микро- и наноэлектронике: Учеб. пособие, СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2003. 84 с.
  154. Е.Г., Чуприк А.А, Бобринецкий И. И., Неволин В. К. Приборы и методы зондовой микроскопии. / Учебное пособие, МФТИ. ОАО «Можайский полиграфический комбинат», 2011. 160 с.
  155. Fang S.J., Haplepete S., Chen W., Helms C.R., Edwards H. Analyzing atomic force microscopy images using spectral methods. // J. Appl. Phys. 82, 1997. -P. 5891−5898.
  156. Gwyddion data analysis software: http://gwyddion.net
  157. Шероховатость: http://www.base-techmash.narod.ru/Roughness.htm
  158. Kiely J.D., Bonnell D.A. Quantification of topographic structure by scanning probe microscopy. // J.Vac.Sci.Technol. B, vol. 15. 1997. P. 14 831 493.
  159. T. Viscek: Fractal Growth Phenomena, 2nd. Edition, Singapore: World Scientific, 1992. 448 p.
  160. Mandelbrot B.B., Passoja D.E., Paullay A.J. Fractal character of fracture surfaces of metals. //Nature, 308, 1984. P. 721−722.
  161. Mandelbrot B. How long is the coast of Britain? Statistical self-similarity and fractional dimension. // Science, 1967, 156. P. 636−638.
  162. А.Б. Сравнительный анализ методов измерения фрактальной размерности. // Доклады 11-й Международной научно-технической конференции «Цифровая обработка сигналов и ее применение», Москва, 2009. С. 346−349.
  163. Kinsner W. A unified approach to fractal dimensions. // Proceedings of Fourth IEEE Conference on Cognitive Informatics, 2005 (ICCI 2005). P. 58−72.
  164. Douketis C., Wang Z., Haslett T. L., Moskovits M. Fractal character of cold-deposited silver films determined by low-temperature scanning tunneling microscopy.//Physical ReviewB, 51, № 16, 1995.-P. 11 022−11 031.
  165. Zahn W., Zosch A. The dependence of fractal dimension on measuring conditions of scanning probe microscopy. // Fresenius J. Analen. Chem., 365, 1999.-P. 168−172.
  166. А. Спектр мощности как характеристика шероховатости поверхности. // Фотоника, вып. 6, 2010. С. 18−21.
  167. Д.В., Кирьянова Е. Н. Вычислительная физика. / М.: Полибук Мультимедиа, 2006. 352 е.: ил. ISBN 5−902 932−02−5
  168. Gavrila R, Dinescu A, Mardare D. A power spectral density study of thin films morphology based on AFM profiling. // Romanian Journal of Information Science and Technology, 10, no.3, 2007. P. 291−300.
  169. Raoufi D. Fractal analysis of ITO thin films: A study based on power spectral density. // Physica В 405, 2010. P. 451−455.
  170. Palasantzas G. Roughness spectrum and surface width of self-affine fractal surfaces via the K-correlation model. // Phys. Rev. B, 48, 1993. P. 14 472−14 478.
  171. Church E. L, Takacz P.Z. The optimal estimation of finish parameters. // Proc. SPIE, 1530, 1991.-P. 71−85.
  172. Rasigni G, Varnier F, Rasigni M, Palmari J. P, Llebaria A. Roughness spectrum and surface plasmons for surfaces of silver, copper, gold, and magnesium deposits. // Physical Review B, 27, no. 2, 1993. P. 819−830.
  173. Sahoo N. K, Thakur S, Tokas R.B. Fractals and superstructures in gadolinia thin film morphology: Influence of process variables on their characteristic parameters. // Thin Solid Films, 503, 2006. P. 85−95.
  174. Kaneva N. V, Yordanov G. G, Dushkin C.D. Manufacturing of patterned ZnO films with application for photoinitiated decolorization of malachite green in aqueous solutions. // Bull. Mater. Sci, 33, no. 2, 2010. P. 111−117.
  175. Ponomareva A. A, Moshnikov V.A. Influence of solvents on sol-gel deposited Sn02 gas-sensitive film formation. // International Conference on Oxide Materials for Electronic Engineering OMEE-2012, Lviv, Ukraine, 2012. P. 2324.
  176. А.А. Исследование влияния условий синтеза на структурные особенности металлооксидных нанокомпозитных пленок, полученных золь-гель методом // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ», Вып. 10, 2012, — стр.10−16.
  177. Пономарева А. А, Мошников В. А, Suchaneck G. Влияние температурного отжига на фрактальную размерность поверхности золь-гель слоев Si02-Sn02. // Материаловедение, 12, 2011. С. 45−48.
  178. В.М., Конюшко Л. И., Ярмолович В. А., Горбачевский Д. А., Герасимова Т. Г. Структура и свойства пленок диоксида олова. // Неорганические материалы, 31, № 3, 1995. С. 337−341.
  179. Cobianu С., Savaniu С., Buiu О., Dascalu D., Zaharescu М., Parlog С., van den Berg A., Pecz B. Tin dioxide sol-gel derived thin films deposited on porous silicon. // Sensors and Actuators В 43, 1997. P. 114−120.
  180. Bazargan S., Heinig N.F., Pradhan D., Leung K.T. Controlled Growth of Monodisperse Nanocrystallites in Tin (IV) Oxide Nanofilms. // Crystal Growth and Design, 11, no. 1,2011.-P. 247−255.
  181. Zhu J., Tay B.Y., Ma J. Hydrothermal synthesis and characterization of mesoporous Sn02/Sn02-Si02 on neutral template. // Journal of Materials Processing Technology 192−193, 2007. P. 561−566.
  182. Kleiner A., Suchaneck G., Adolphi В., Ponomareva A.A., Gerlach G. PZT thin films deposited on copper-coated polymer film substrates. // Ferroelectrics, 2012.-P. 75−81.
  183. Ponomareva A.A., Moshnikov V.A., Maraeva E.V., Suchaneck G. Fractal analysis of surfaces comprising hierarchical structures. // ECCM15 15th European Conference on Composite Materials, Venice, Italy, 2012. — 306 (8 pp.).
  184. Zahn W., Zosch A. Characterization of thin-film surfaces by fractal geometry. // Fresenius J Anal Chem, 358, 1997. P. 119−121.
  185. Henrich V.E., Cox P.A. The surface science of metal oxides, Cambridge University Press: Cambridge, UK, 1994, 462 p.
  186. С.Ю., Мошников B.A., Томаев B.B. Адсорбционные явления в поликристаллических полупроводниковых сенсорах: Учеб. пособие / СПбГЭТУ, СПб, 1998. 56 с.
  187. Yamazoe N., Shimanoe К. New perspectives of gas sensor technology. // Sensors and Actuators B, 138, 2009. P. 100−107.
  188. Mishra V.N., Agarwal R.P. Thick-film hydrogen sensor. // Sensors and Actuators B, 21, 1994. P. 209−211.
  189. Tabata K., Kawabe Т., Yamaguchi Y., Nagasawa Y. Chemisorbed Oxygen Species over the (110) Face of Sn02. // Catalysis Surveys from Asia, 7, no. 4, 2003.-P. 251−259.
  190. Delan A., Karuppasamy A., Schulthei? E. A comparative study on the photocatalytic and gas sensing properties of pure and N-doped Ti02 thin films. // Plasma Process. Polym. 6, 2009. P. S731-S734.
  191. Panchapakesan В., Cavicchi R., Semancik S., L DeVoe D. Sensitivity, selectivity and stability of tin oxide nanostructures on large area arrays of microhotplates. //Nanotechnology 17, 2006. P. 415−425.
  192. Korotcenkov G., Cho B.K. Thin film Sn02-based gas sensors: Film thickness influence. // Sensors and Actuators B, 142, 2009. P. 321−330.
  193. Gong J., Fei W., Xia Z., Chen Q., Seal S., Chow L.C. Development of micromachined nanocrystalline mesoporous Sn02 gas sensor for electronic nose. // IEEE Sensors Journal, 2003. P. 124−128.
  194. Tournier G., Pijolat C. Selective filter for Sn02-based gas sensor: application to hydrogen trace detection. // Sensors and Actuators B, 106, 2005. P. 553−562.
  195. Wang Y.-D., Ma Ch.-L., Wu X.-H., Sun X.-D., Li H.-D., Electrical and gas-sensing properties of mesostructured tin oxide-based H2 sensor. // Sensors and Actuators B, 85, 2002. P. 270−276.
  196. Aroutiounian V. Metal oxide hydrogen, oxygen, and carbonmonoxide sensors for hydrogen setups and cells. // International Journal of Hydrogen Energy, 32, 2007.-P. 1145−1158.
  197. Hammond J.W., Liu Ch.-Ch. Silicon based microfabricated tin oxide gas sensor incorporating use of Hall effect measurement. // Sensors and Actuators B, 81, 2001.-P. 25−31.
  198. Baik N.S., Sakai G., Miura N., Yamazoe N. Hydrothermally treated sol solution of tin oxide for thin-film gas sensor. // Sensors and Actuators B, 63, 2000. P. 74−79.
  199. Korotchenkov G., Brynzari V., Dmitriev S. Sn02 films for thin film gas sensor design. // Materials Science and Engineering B, 56, 1999. P. 195−204.
  200. Choi W.K., Song S.K., Cho J.S., Yoon Y.S., Choi D., Jung H.-J., Koh S.K. H2 gas-sensing characteristics of SnOx sensors fabricated by a reactive ion-assisted deposition with/without an activator layer. // Sensors and Actuators B, 40, 1997. -P. 21−27.
  201. Radecka M., Zakrzewska K., Rekas M. Sn02-Ti02 solid solutions for gas sensors. // Sensors and Actuators B, 47, 1998. P. 194−204.
  202. Mishra V.N., Agarwal R.P. Sensitivity, response and recovery time of Sn02 based thick-film sensor array for H2, CO, CH4 and LPG. // Microelectronics Journal, 29, 1998, P. 861−874.
  203. Pan Q., Xu J., Dong X., Zhang J. Gas-sensitive properties of nanometer-sized Sn02. // Sensors and Actuators B, 66, 2000. P. 237−239.
  204. Kim H.-R., Choi K.-Il, Lee J.-H., Akbar S.A. Highly sensitive and ultra-fast responding gas sensors using self-assembled hierarchical Sn02 spheres. // Sensors and Actuators B, 136, 2009. P. 138−143.
  205. Egashira M., Nakashima M., Kawasumi S., Seiyama T. Temperature programmed desorption study of water adsorbed on metal oxides. Tin oxide surfaces. //J. Phys. Chem. 85, 1981. P. 4125−4130.
  206. Kissine V.V., Voroshilov S.A., Sysoev V.V. Oxygen flow effect on gas sensitivity properties of tin oxide film prepared by r.f. sputtering. // Sensors and Actuators B, 55, 1999. P. 55−59.
  207. Khun K.K., Mahajan A., Bedi R.K. Sn02 thick films for room temperature gas sensing applications. // Journal of Applied Physics, 106, 2009. 124 509 (5 P.).
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!