Preview

Приборы и методы измерений

Расширенный поиск

ХИМИЧЕСКИЕ СЕНСОРЫ НА ОСНОВЕ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ. ЧАСТЬ 1. ГАЗОВЫЕ СЕНСОРЫ. (Обзор)

Аннотация

Проведен анализ современных методов изготовления газовых сенсоров, в элементах конструкции которых используются наноструктурированные материалы. Выделены две группы методов, способствующих увеличению удельной поверхности чувствительного слоя сенсора: первая – использование в качестве основы для кристалла сенсора подложки или мембраны из нанопористого анодного оксида алюминия, вторая – формирование чувствительных слоев  газового сенсора с  большой  удельной  поверхностью  на основе 1D–3D наноструктур. Повышение выходных характеристик сенсора определяется совокупностью улучшенных физико-химических свойств наноматериалов и наноструктур, используемых в его конструкции.

Об авторе

В. В. Хатько
Белорусский национальный технический университет
Беларусь


Список литературы

1. Lillis, B. A novel, high surface area, capacitance based silicon sensor for DNA hybridisation detection / B. Lillis [et al.] // Proceedings of the 16-th European Conference on Solid State Transducers EUROSENSORS XVI. – Prague. – 2002. – Pр. 693–694.

2. Varghese, O.K. Highly ordered nanoporous alumina films: Effect of pore size and uniformity on sensing performance / O.K. Varghese [et al.] // J. Mater. Res. – 2002. – Vol. 17. – Pр. 1162–1171.

3. Khatko, V. Tungsten trioxide sensing layers on highly ordered nanoporous alumina template / V. Khatko [et al.] // Sensor and Actuators, B. – 2006. –Vol. 118. – Pр. 255–262.

4. Сайт компании Synkera [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.synkerainc.com. – Дата доступа: 10.07.2014.

5. Gorokh, G. Nanoporous alumina substrates for lowpower chemical senssors / G. Gorokh [et al.] // Proceedings of International Nanomeeting-2013 «Physics, chemistry and application of nanostructures», Minsk, Belarus, 28-31 May, – 2013. – Pр. 614–617.

6. Li, G.-J. Relationships between sensitivity, catalytic activity, and surface areas of SnO2 gas sensors / G.-J. Li, X.-H. Zhang, S. Kawi // Sensors & Actuators, B. – 1999. – Vol. 60. – P. 64–70.

7. Khatko, V. Catalytic properties of Pd/SiO2 and Pt/SiO2 multilayer stacks / V. Khatko [et al.] // Sensor and Actuators, B. – 2001. – Vol. 77. – Pр. 548–554.

8. Horprathum, M. NO2-sensing properties of WO3 nanorods prepared by glancing angle DC magnetron sputtering / M. Horprathum [et al.] // Sensor and Actuators, B. – 2013. – Vol. 176. – Pр. 685–691.

9. Gorokh, G. Anodic formation of low-aspect-ratio porous alumina films for metal-oxide sensor application / G. Gorokh [et al.] // Electrochimica Acta. – 2006. – Vol. 52, Is .4. – Pр. 1771–1780.

10. Khatko, V. Evolution of surface morphology, crystallite size, and texture of WO3 layers sputtered onto Si-supported nanoporous alumina templates / V. Khatko [et al.] // J. Electrochem. Soc. – 2008. – Vol. 155, Is. 7. – Pр. K116–K123.

11. Stankova, M. Sensitivity and selectivity improvement of rf sputtered WO3 microhotplate gas sensors / M. Stankova [et al.] // Sensor and Actuators, B. – 2006. – Vol. 113. – Pр. 241–248.

12. Белогуров, Е.А. Конструирование газовых микросистем на основе нанопористого анодного оксида алюминия / Е.А. Белогуров [и др.] // Приборы и методы измерений. – 2011. – № 2(3). – С. 59–65.

13. Баркалин, B.B. Конечно-элементное моделирование термомеханических свойств нанопористых материалов / В.В. Баркалин [и др.] // Нанои микросистемная техника. – 2012. – № 1. – С. 18–24.

14. Сайт компании GE Healthcare Life Sciences [Электронный ресурс]. – Режим доступа: www.whatman.com. – Дата доступа: 10.07.2014.

15. Хатько В.В. Газовые сенсора и микросистемы на основе наноструктурированных материалов / В.В. Хатько, Г.Г. Горох, И.А. Таратын // Материалы 6-й Международной научно-технической конференции «Приборостроение–2013», Минск, Беларусь, – 2013. – С. 10–12.

16. Kapa, P. Moisture measurement using porous aluminum oxide coated microcantilevers / P. Kapa [et al.] // Sensor and Actuators, B. – 2008. – Vol. 134. – Pр. 390–395.

17. Lee, D. Microcantilevers with nanowells as moisture sensors / D. Lee [et al.] // Sensor and Actuators, B. – 2009. – Vol. 137. – Pр. 561–565.

18. Akiyama, T. Xylene sensor using double-layered thin film and Ni-deposited porous alumina / T. Akiyama, Y. Ishikawa, K. Hara // Sensor and

19. Actuators, B. – 2013. – Vol. 181. – Pр. 348–352.

20. Blackman, C.S. Templated growth of tungsten oxide micro/nanostructures using aerosol assisted chemical vapour deposition / C.S. Blackman [et al.] // Materials Letters. – 2008. – Vol. 62. – Pр.4582–4584.

21. Kovacs, A. Transport mechanisms in nanostructured porous silicon layers for sensor and filter applications / A. Kovacs, U. Mescheder // Sensor and Actuators, B. – 2012. – Vol. 175. – Pр. 179–185.

22. Lee, J.-H. Gas sensors using hierarchical and hollow oxide nanostructures: / J.-H. Lee // Sensor and Actuators, B. – 2009. – Vol. 140. – Pр. 319–336.

23. Comini, E. Metal oxide nanoscience and nanotechnology for chemical sensors / // Sensor and Actuators, B. – 2013. – Vol. 179. – P. 3–20.

24. Tsuchiya, H. Self-organized porous WO3 formed in NaF electrolytes / H. Tsuchiya [et al.] // Electrochemistry Communications. – 2005. – Vol. 7. – Pр. 295–298.

25. Tsuchiya, H. Thick self-organized porous zirconium oxide formed in H2SO4/NH4F electroly-tes / H. Tsuchiya, P. Schmuki // Electrochemistry Communications. – 2004. – Vol. 6. – Pр. 1131–1134.

26. Macak, J.M. Self-organized porous titanium oxide prepared in Na2SO4/NaF electrolytes / J. M. Macak, K. Sirotna, P. Schmuki // Electrochim. Acta. – 2005. – Vol. 50. – P. 3679–3684.

27. Tsuchiya, H. Self-organized high aspect ratio porous hafnium oxide prepared by electrochemical anodization / H. Tsuchiya, P. Schmuki // Electrochemistry Communications. – 2005. – Vol.7. – Pр. 49–52.

28. Sieber, I. Formation of self-organized niobium porous oxide on niobium / I. Sieber [et al.] // Electrochemistry Communications. – 2005. – Vol. 7. – Pр. 97–100.

29. Gorokh, G. Nanoporous anodic titania films for gas sensor application / G. Gorokh [et al.] // Материалы Первой Международной научной конференции «Наноструктурные материалы-2008: Беларусь – Россия – Украина» НАНО–2008, Минск, 22–25 апреля 2008 г. Беларусь. – C. 567.

30. Mozalev, A. Nanostructured columnlike tungsten oxide film by anodizing Al/W/Ti layers on Si / A. Mozalev // Chem. Mater. – 2008. – Vol. 20. – Pр. 6482–6493.

31. Calavia, R.A H2 microsensor based on nanocolumnar tungsten oxide grown by templateassisted anodization / R. Calavia [et al.] // The 15th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators & Microsystems: “Tranducer-09”, 21–25 June, 2009, Denver, Colorado, USA. – T3P. 109. – Pр. 1313–1316.

32. Li, Ch. Sensors and actuators based on carbon nanotubes and their composites: A review / Ch. Li, E.T. Thostenson, T.–W. Chou // Composites Science and Technology. – 2008. – Vol. 68. – Pр. 1227–1249.

33. Llobet, E. Gas sensors using carbon nanomaterials: A review / E. Llobet // Sensor and Actuators, B. – 2013. – Vol. 179. – Pр. 32–45.

34. Iqbal, N. NOx sensing oneand two-dimensional carbon nanostructures and nanohybrids: Progress and perspectives / N. Iqbal [et al.] // Sensor and Actuators, B. – 2013. – Vol. 181. – Pр. 9–21.

35. Robbie, K. Sculptured thin films and glancing angle deposition: growth mechanics and applications / K. Robbie, M.J. Brett // Journal of Vacuum Science and Technology A. – 1997. – Vol. 15, Is. 3. – Pр. 1460–1465.

36. Khatko, V. Development of highly active catalyst for Si–microcalorymetric gas sensor / V. Khatko [et al.] // Advanced Microsystems for Automotive Application 2000 / Eds.: Sven Kruger; Wolfgang Gessner. – Berlin : Springer, 2000. – Pр. 27–37.

37. Хатько, В.В. Многослойные стеки Pd/Al2O3 и Pt/Al2O3 в термокаталитических газовых сенсорах на кремнии / В.В. Хатько // Известия Национальной академии наук Беларуси, Сер. физ.-тех. наук. – 2013. – № 4. – С. 108–112.

38. Vallejos, S. Micro-machined WO3-based sensors selective to oxidizing gases / S. Vallejos [et al.] // Sensor and Actuators, B. – 2008. – Vol. 132. – Pр. 209–215.

39. Khatko, V. Micro-machined WO3–based sensors with improved characteristics // V. Khatko [et al.] // Sensor and Actuators, B. – 2009. – V. 140. – Pр. 356–362.

40. Хатько, В.В. Структуры металл – диоксид кремния – полупроводник для интегральных микросхем / В.В. Хатько. – Минск : БНТУ, 2009. – 234 с.


Рецензия

Для цитирования:


Хатько В.В. ХИМИЧЕСКИЕ СЕНСОРЫ НА ОСНОВЕ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ. ЧАСТЬ 1. ГАЗОВЫЕ СЕНСОРЫ. (Обзор). Приборы и методы измерений. 2014;(2):5-16.

For citation:


Khatko V.V. CHEMICAL SENSORS BASED ON NANOSTRUCTURAL MATERIALS. PART 1. GAS SENSORS. (Review). Devices and Methods of Measurements. 2014;(2):5-16. (In Russ.)

Просмотров: 2276


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2220-9506 (Print)
ISSN 2414-0473 (Online)