ЧУТЛИВІСТЬ ЕЛЕКТРОПРОВІДНОСТІ КЕРАМІКИ ZnO З ДОМІШКОЮ СРІБЛА ДО МЕТАНУ

Автор(и)

  • E. L. Povzlo Днепропетровский национальный университет им. О. Гончара, Ukraine
  • A. Yu. Lyashkov Днепропетровский национальный университет им. О. Гончара, Ukraine
  • A. S. Tonkoshkur Днепропетровский национальный университет им. О. Гончара, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.18524/1815-7459.2016.4.86655

Ключові слова:

оксид цинку, срібло, сенсор, газочутливість, електропровідність, метан, кераміка, міжкристалітні бар'єри

Анотація

Метою роботи було експериментальне дослідження чутливості електропровідності кераміки ZnO з домішкою срібла до присутності в повітряному середовищі метану, а також зіставлення отриманих результатів з даними про газочутливість цієї кераміки до інших вуглеводнів. Показано, що досліджена кераміка має досить високу чутливість електропровідності до метану, порівнянної зі значеннями для інших газоподібних вуглеводнів. Її збільшення може бути досягнуто введенням в кераміку домішки срібла, що призводить до зменшення її густини. Встановлено, що чутливість дослідженої кераміки має деяку селективність. Це проявляється в зміщенні максимуму температурної залежності відгуку в сторону високих температур для вуглеводнів з більшою молекулярною масою (пропан, бутан) в порівнянні з метаном.

Посилання

L.A. Obvintseva. Metal oxide semiconductor sensors for determination of reactive gas impurities in air, Russian Journal of General Chemistry 78 (12) pp. 2545–2555 (2008).

B. Bhooloka Rao. Zinc oxide ceramic semiconductor gas sensor for ethanol vapor, Mater. Chem. Phys. 64, pp. 62-65 (2000).

C. C. Hsiao, & L. S. Luo. A rapid process for fabricating gas sensors. Sensors, 14(7), pp. 12219-12232 (2014).

R. Kumar, O. Al-Dossary, G. Kumar, & A. Umar. Zinc oxide nanostructures for NO2 gas–sensor applications: a review. Nano-Micro Letters, 7(2), pp. 97-120 (2015).

Y. Hong, C. H. Kim, J. Shin, K. Y. Kim, J. S. Kim, C. S. Hwang, & J. H. Lee. Highly selective ZnO gas sensor based on MOSFET havin a horizontal loating-gate. Sensors and Actuators B: Chemical, 232, pp. 653-659 (2016).

A.Yu. Lyashkov, A.S. Tonkoshkur, I.V. Gomilko. The analysis of gas sensitive effects in the zinc oxide based ceramics systems, Sens. Electron. Microsyst.Technol. 3-7 (in Ukrainian). pp. 45–46 (2006).

S. S. Karpova, V. A. Moshnikov, S. V. Mjakin, & E. S. Kolovangina. Surface functional composition and sensor properties of ZnO, Fe2O3, and ZnFe2O4. Semiconductors, 47(3), pp. 392-395. (2013).

J. Jose, & M. A. Khadar. Role of grain boundaries on the electrical properties of ZnO– Ag nanocomposites: an impedance spectroscopic study. Acta materialia, 49(4), pp. 729-735 (2001).

ü. Özgür, Y.I. Alivov, C. Liu, A. Teke, M.A. Reshchikov, S. Dogan, V. Avrutin, S.J. Cho, and H. Morkoç. A Comprehensive Review of ZnO Materials and Devices. Journal of Applied Physics, 98, Article ID: 041301. http://dx.doi. org/10.1063/1.1992666 (2005).

S. T. Kuo, W. H. Tuan, J. Shieh, & S. F. Wang. Effect of Ag on the microstructure and electrical properties of ZnO. Journal of the European Ceramic Society, 27(16), pp. 4521-4527 (2007).

R. Deng, Y. Zou, & H. Tang. Correlation between electrical, optical properties and Ag 2+ centers of ZnO: Ag thin films. Physica B: Condensed Matter, 403(12), pp. 2004-2007 (2008).

A.Yu. Lyashkov, A.S. Tonkoshkur, J.A. Aguilar-Martinez, A.B. Glot. ZnO-Ag ceramics for ethanol sensors, Ceram.Int. 39 pp. 2323–2330 (2013).

A. Y. Lyashkov, & A. S. Tonkoshkur. Gas sensitivity of ZnO-based ceramics to vapors of saturated monohydric alcohols. Materials Chemistry and Physics, 140(1), pp. 31-36 (2013).

A. Y. Lyashkov, A. S. Tonkoshkur. The selectivity of gas sensitivity of ZnO ceramics doped with Ag2O to alcohol pairs. Sensor Electronics and Microsystem Technologies, 3(9), pp. 70-75 (in Russian) (2012).

A. I. Uddin, D. T. Phan, & G. S. Chung. Low temperature acetylene gas sensor based on Ag nanoparticles-loaded ZnO-reduced graphene oxide hybrid. Sensors and Actuators B: Chemical, 207, pp. 362-369 (2015).

A. Yu. Lyashkov, A. S. Tonkoshkur, E. L. Povzlo. Sensitivity conductivity of the ceramic ZnO with the addition of silver to propane-butane mixture. Sensor Electronics and Мicrosystem Technologies, (12, № 2), pp. 71-77 (2015).

G.P. Khomchenko. Himiya. Vyisshaya shkola, M. 368 s. (1989).

P. Mitra, & A. K. Mukhopadhyay. ZnO thin film as methane sensor. Bulletin of the Polish Academy of Sciences-Technical Sciences, 55(3), pp. 281-285 (2007).

S. Roy, H. Saha, & C. K. Sarkar. High sensitivity methane sensor by chemically deposited nanocrystalline ZnO thin film. International journal on smart sensing and intelligent systems, 3(4) (2010).

I.A. Myasnikov, V.Ya. Sukharev, L.Yu. Kupriyanov, S.A. Zavyalov. Poluprovodnikovyie sensoryi v fiziko-himicheskih issledovaniyah. Nauka, M. 327 s. (1991).

##submission.downloads##

Опубліковано

2016-12-19

Номер

Розділ

Матеріали для сенсорів