EA034568B1 - Способ изготовления хеморезистора на основе наноструктур оксида никеля электрохимическим методом - Google Patents
Способ изготовления хеморезистора на основе наноструктур оксида никеля электрохимическим методом Download PDFInfo
- Publication number
- EA034568B1 EA034568B1 EA201800366A EA201800366A EA034568B1 EA 034568 B1 EA034568 B1 EA 034568B1 EA 201800366 A EA201800366 A EA 201800366A EA 201800366 A EA201800366 A EA 201800366A EA 034568 B1 EA034568 B1 EA 034568B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- nickel oxide
- nickel
- chemoresistor
- electrode
- chemoresistive
- Prior art date
Links
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 85
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 77
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 35
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 20
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 15
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 12
- -1 nitrate anions Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 5
- ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L dimercury dichloride Chemical compound Cl[Hg][Hg]Cl ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 241000080590 Niso Species 0.000 claims description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical class [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- DOBUSJIVSSJEDA-UHFFFAOYSA-L 1,3-dioxa-2$l^{6}-thia-4-mercuracyclobutane 2,2-dioxide Chemical compound [Hg+2].[O-]S([O-])(=O)=O DOBUSJIVSSJEDA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229940075397 calomel Drugs 0.000 claims description 3
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 3
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 3
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000370 mercury sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 57
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 19
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 11
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003570 air Substances 0.000 description 21
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L nickel(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ni+2] BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 14
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 14
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 9
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000010408 film Substances 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 8
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 6
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N nickel(ii) nitrate Chemical compound [Ni+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HUMNYLRZRPPJDN-UHFFFAOYSA-N benzaldehyde Chemical compound O=CC1=CC=CC=C1 HUMNYLRZRPPJDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 description 4
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 3
- 239000002120 nanofilm Substances 0.000 description 3
- AOPCKOPZYFFEDA-UHFFFAOYSA-N nickel(2+);dinitrate;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Ni+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O AOPCKOPZYFFEDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MQRWBMAEBQOWAF-UHFFFAOYSA-N acetic acid;nickel Chemical compound [Ni].CC(O)=O.CC(O)=O MQRWBMAEBQOWAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 2
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 2
- 229940078494 nickel acetate Drugs 0.000 description 2
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L nickel sulfate Chemical compound [Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910000363 nickel(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- OGFYIDCVDSATDC-UHFFFAOYSA-N silver silver Chemical class [Ag].[Ag] OGFYIDCVDSATDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 238000003828 vacuum filtration Methods 0.000 description 2
- 239000007966 viscous suspension Substances 0.000 description 2
- XRLUJVFOGKUSMQ-ZVGUSBNCSA-L (2r,3r)-2,3-dihydroxybutanedioate;nickel(2+) Chemical compound [Ni+2].[O-]C(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O XRLUJVFOGKUSMQ-ZVGUSBNCSA-L 0.000 description 1
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UPPLJLAHMKABPR-UHFFFAOYSA-H 2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylate;nickel(2+) Chemical compound [Ni+2].[Ni+2].[Ni+2].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O UPPLJLAHMKABPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- RXXCIBALSKQCAE-UHFFFAOYSA-N 3-methylbutoxymethylbenzene Chemical compound CC(C)CCOCC1=CC=CC=C1 RXXCIBALSKQCAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XNDZQQSKSQTQQD-UHFFFAOYSA-N 3-methylcyclohex-2-en-1-ol Chemical compound CC1=CC(O)CCC1 XNDZQQSKSQTQQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical class [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910020599 Co 3 O 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 101001124017 Homo sapiens Nuclear transport factor 2 Proteins 0.000 description 1
- 239000004472 Lysine Substances 0.000 description 1
- KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N Lysine Natural products NCCCCC(N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018590 Ni(NO3)2-6H2O Inorganic materials 0.000 description 1
- 102100028418 Nuclear transport factor 2 Human genes 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- JGDITNMASUZKPW-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.Cl[Al](Cl)Cl JGDITNMASUZKPW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229940009861 aluminum chloride hexahydrate Drugs 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011365 complex material Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005237 degreasing agent Methods 0.000 description 1
- 239000013527 degreasing agent Substances 0.000 description 1
- GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N dodecyl benzenesulfonate;sodium Chemical compound [Na].CCCCCCCCCCCCOS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 150000004687 hexahydrates Chemical class 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000002073 nanorod Substances 0.000 description 1
- 239000002077 nanosphere Substances 0.000 description 1
- LAIZPRYFQUWUBN-UHFFFAOYSA-L nickel chloride hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Cl-].[Cl-].[Ni+2] LAIZPRYFQUWUBN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- BMGNSKKZFQMGDH-FDGPNNRMSA-L nickel(2+);(z)-4-oxopent-2-en-2-olate Chemical compound [Ni+2].C\C([O-])=C\C(C)=O.C\C([O-])=C\C(C)=O BMGNSKKZFQMGDH-FDGPNNRMSA-L 0.000 description 1
- DOLZKNFSRCEOFV-UHFFFAOYSA-L nickel(2+);oxalate Chemical compound [Ni+2].[O-]C(=O)C([O-])=O DOLZKNFSRCEOFV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012567 pattern recognition method Methods 0.000 description 1
- 238000005325 percolation Methods 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229940080264 sodium dodecylbenzenesulfonate Drugs 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
- G01N27/125—Composition of the body, e.g. the composition of its sensitive layer
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
- G01N27/125—Composition of the body, e.g. the composition of its sensitive layer
- G01N27/127—Composition of the body, e.g. the composition of its sensitive layer comprising nanoparticles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области сенсорной техники и нанотехнологий, в частности к разработке газовых сенсоров хеморезистивного типа, используемых для детектирования газов. Способ изготовления хеморезистора на основе наноструктур оксида никеля в рамках электрохимического метода включает осаждение наноструктур оксида никеля из водного электролита, содержащего NiSOи NaNO, на диэлектрическую подложку, оборудованную полосковыми электродами, выполняющими роль рабочего электрода, к которому приложен постоянный электрический потенциал в течение заданного времени. Способ позволяет изготовить с низкой себестоимостью хеморезистор, функционирующий при температурах 150-270°С, который способен детектировать органические пары при низких (от 1 ppm) концентрациях. В случае оборудования подложки набором полосковых электродов в количестве не менее четырех возможно формирование мультисенсорной линейки хеморезистивного типа, векторный сигнал которой после обработки методами распознавания образов позволяет осуществить селективное различение тестовых газовых смесей.
Description
Настоящее изобретение относится к области сенсорной техники и нанотехнологий, в частности к способам изготовления газовых сенсоров хеморезистивного типа.
В настоящее время газовые сенсоры хеморезистивного (или кондуктометрического) типа наряду с электрохимическими являются наиболее дешевыми и простыми в эксплуатации (Полупроводниковые сенсоры в физико-химических исследованиях/И.А. Мясников, В.Я. Сухарев, Л.Ю. Куприянов, С.А. Завьялов. - М.: Наука. - 1991). Эти сенсоры с 70-х гг. XX в. широко применяются для детектирования примесей в окружающей атмосфере, в первую очередь горючих газов (Патент США US 3695848). Самыми популярными материалами для изготовления хеморезисторов являются широкозонные полупроводники n-типа - оксиды олова, цинка, вольфрама и титана, которые отличаются высокой газочувствительностью и долговременной стабильностью (Korotchenkov G., Sysoev V.V. Conductometric metal oxide gas sensors: principles of operation and technological approaches to fabrication/Глава в кн.: Chemical sensors: comprehensive sensor technologies. Vol. 4. Solid state devices//New York: Momentum Press, LLC. - 2011. - P. 53-186). У таких полупроводниковых материалов при воздействии газов-окислителей сопротивление возрастает, а при воздействии газов-восстановителей сопротивление уменьшается.
Тем не менее, в последнее время возрастает интерес к разработке хеморезисторов на основе оксидов p-типа, у которых хеморезистивный эффект заключается в повышении сопротивления при воздействии газов-восстановителей (Kim, H.-J. Highly sensitive and selective gas sensors using p-type oxide semiconductors: overview/H.-J. Kim, J.-H. Lee//Sensors & Actuators B. - V. 192. - 2014. - P. 607-627). Одним из таких материалов является оксид никеля.
В научной литературе и патентных разработках наиболее часто использовали и используют формирование хеморезисторов на основе гетерофазных структур, содержащих оксидный полупроводник n-типа и оксид никеля как полупроводник p-типа. Например, имеется способ изготовления хеморезистора для селективного детектирования H2S и его производных (патент РФ RU 2537466). В этом способе осаждением из парогазовой фазы при температуре конденсации 950-1030°С получают нитевидные кристаллы SnO2, ZnO и In2O3 проводимости n-типа. Далее пропитывают эти кристаллы растворами солей Cu, Ni и Co с последующей сушкой при температуре 100°С и отжигом в атмосфере кислорода при температуре 250°С в течение 24 ч для формирования оксидов CuO, NiO, Co3O4 с p-типом проводимости и образования p-n гетероконтактов. Полученный материал наносят на диэлектрическую подложку из поликристаллического оксида алюминия с платиновыми измерительными электродами на лицевой стороне и платиновым тонкопленочным нагревателем на обратной стороне, например в виде пасты со связующим на основе атерпинеола, растворенного в спирте, после чего производят ее нагрев при температуре 450-500°С в течение 6 ч для удаления связующего. Изготовленный хеморезистор имеет отклик к ряду газоввосстановителей в смеси с чистым воздухом при рабочей температуре 150-300°С.
Помимо приведенной разработки можно отметить способы создания газовых сенсоров, в том числе хеморезистивного типа, на основе двухкомпонентных соединений таких как SnO2-NiO (патенты Китая CN 102680539, CN 106018706, CN 106970113, патент РФ RU 2464554), a-Fe2O3-NiO (патент Китая CN 104391012), ZnO-NiO (патент Китая CN 106124573).
Основным недостатком таких гибридных соединений является необходимость применения при изготовлении не только никель-содержащих прекурсоров, но и других компонентов, требуемых для создания гетеропереходов. При этом требуются дополнительные методы контроля состава сложного материала, что ведет к повышенной себестоимости хеморезистора. Стабильность и воспроизводимость характеристик хеморезисторов, особенно при изготовлении в серии, также могут быть недостаточными для массового производства.
Поэтому активно ведутся поиски способов формирования хеморезисторов на основе только оксида никеля, в том числе с введенными точечными примесями. В качестве примера второго случая можно отметить разработку хеморезистора на основе оксида никеля, легированного алюминием (патент Китая CN 107381663). Оксид никеля, легированный алюминием, получают следующим образом: растворимые соли никеля (гексагидрат хлорида никеля, ацетат никеля или гексагидрат нитрата никеля) и алюминия (гексагидрат хлорида алюминия или нонагидрат нитрата алюминия) смешивают в воде с добавлением мочевины в концентрации от 0,04 до 0,8 моль/л. При этом концентрация соли никеля находится в диапазоне 0,01-0,2 моль/л, а молярное отношение общего количества растворенной соли к растворенной соли никеля составляет от 1:5 до 1:100. Далее к смеси добавляют этиленгликоль в объемном соотношении от 1:0,5 до 1:2 и перемешивают в течение 3-18 мин. Затем раствор помещают в СВЧ-гидротермальную реакционную колбу и выдерживают при температуре 120-180°С в течение 18-60 мин. Полученные нанопленки гидроксида никеля очищают с помощью центрифугирования в этаноле для удаления примеси. Концентрация дисперсии гидроксида никеля при этом составляет от 0,01 до 0,1 моль/л. Нанопленки гидроксида никеля после промывки смешивают с безводным этанолом и обрабатывают ультразвуком в течение 12-48 мин, наносят на подложку, содержащую встречно-штыревые электроды, и отжигают при температуре 300400°С в течение 2-10 ч, получая равномерно распределенную нанопленку из оксида никеля, легированного алюминием. Изготовленный хеморезистор имеет отклик к оксиду азота при комнатной температуре.
Также имеется способ изготовления хеморезистора на основе оксида никеля, легированного хромом (патент США US 2016025695). Способ осуществляют следующим образом: прекурсор никеля и лизин
- 1 034568 добавляют к спиртовому раствору и перемешивают. Затем дополнительно добавляют прекурсор хрома с последующим перемешиванием. Полученный раствор подвергают гидротермальному синтезу при 180°С в течение 4 ч, после чего центрифугируют и высушивают для получения наноструктурированного порошка, имеющего иерархическую структуру. При необходимости порошок отжигают, например при температуре от 500 до 600°С в течение 1-2 ч. Полученный порошок оксида никеля, легированного хромом, диспергируют в растворителе или связующем и наносят на подложку, на фронтальной стороне которой сформированы два измерительных электрода, а на обратной - микронагреватель. Затем удаляют растворитель, например путем отжига. Газочувствительный отклик изготовленного хеморезистора тестируют при температуре 400-475°С путем его размещения в печи, имеющей ввод и вывод газа. Изготовленный хеморезистор имеет отклик к ксилолу, толуолу, бензолу, формальдегиду, этанолу в концентрациях, составляющих единицы ppm (particles per million - частица на миллион).
Однако способы изготовления хеморезисторов на основе оксида никеля с введенными легирующими добавками в большой степени имеют сходные недостатки, что и способы изготовления отмеченных выше гетероструктур, а именно необходимость применения не только никель-содержащих прекурсоров, но и других компонентов, сложность контроля состава, а также пониженная воспроизводимость характеристик конечных хеморезисторов. Поэтому применение оксида никеля без легирования примесями, особенно в виде (нано)структур, для создания хеморезисторов вызывает большой интерес.
Имеется разработка хеморезистора на основе слоя оксида никеля, который наносят путем напыления на диэлектрическую подложку, оборудованную двумя металлическими электродами (патент Китая CN 101349669). Толщина оксида никеля, который, по-видимому, представляет собой поликристаллический слой, составляет от 0,3 до 0,52 мкм. Изготовленный хеморезистор имеет отклик к формальдегиду в диапазоне рабочих температур 100-300°С. Коэффициент газочувствительности, определяемый как отношение изменения сопротивления оксида никеля к концентрации формальдегида в ppm составляет 0,028, 0,1 и 0,47 ppm-1 при температурах нагрева до 100, 200 и 300°С соответственно.
Недостатком данного способа является сложность процесса изготовления, требующего наличие вакуумного оборудования, и относительная высокая себестоимость хеморезистора, особенно в малых сериях.
Имеется разработка хеморезистора на основе наночастиц оксида никеля (патент Китая CN 104897727). Способ изготовления данного сенсора включает формирование металлического никеля электрохимическим методом на стекле, покрытом оксидом индия-олова (ITO), служащем в качестве рабочего электрода, из электролита на основе водного раствора сульфата никеля. Стекло ITO предварительно подвергают ультразвуковой очистке последовательно в обезжиривающем веществе, ацетоне, безводном этаноле и деонизированной воде в течение 15-20 мин, а затем высушивают при температуре 70°С. В качестве вспомогательного электрода используют никель в виде сетки, а в качестве электрода сравнения - насыщенный каломельный электрод. После осаждения слоя металлического никеля его подвергают отжигу при температуре 350-380°С в течение 60-90 мин для окисления с последующим охлаждением до комнатной температуры и ультразвуковой обработкой для получения нанопористого слоя оксида никеля. Далее стекло ITO помещают в деионизированную воду и еще раз подвергают ультразвуковой обработке. Диспергированный оксид никеля в виде осадка высушивают. Полученный порошок смешивают с этиленгликолем в массовом соотношении 1:2 для изготовления вязкой суспензии. Хеморезистор изготавливают, нанося данную вязкую суспензию на керамическую трубку с последующей сушкой при температуре 80°С в течение 50 мин. Изготовленный хеморезистор имеет отклик к этанолу, концентрация 0,5-10 ppm, ацетону, концентрация 1-10 ppm, толуолу, концентрация 1-5 ppm, формальдегиду, концентрация 0,05-0,5 ppm, в смеси с воздухом в диапазоне рабочих температур 200-250°С, 230-270°С, 210-270°С и 220-280°С соответственно.
Недостатком данного способа является необходимость проведения дополнительных технологических операций после электрохимического осаждения металлического никеля: его отжиг и ультразвуковую обработку для получения его оксида с соответствующей морфологией, что ведет к высокой себестоимости хеморезистора на основе полученного оксида.
Имеется способ изготовления газочувствительного материала на основе оксида никеля, имеющего селективный отклик к бензойному альдегиду (патент Китая CN 105866188). Приготовление гидроксида никеля в виде чешуек или иерархических структур осуществляют следующим образом: в деионизованной воде растворяют гексагидрат либо нитрата никеля, либо хлорида никеля, нитрат/хлорид аммония и гидроксид натрия, интенсивно перемешивают в течение 25-35 мин, выдерживают при 70-90°С в течение 20-24 ч, осадок отделяют методом вакуумной фильтрации и 3-4 раза промывают, обрабатывая ультразвуком, а затем высушивают при 60-80°С. Далее полученный гидроксид никеля помещают в муфельную или трубчатую печь и отжигают при температуре 350-450°С в течение 2-3 ч в атмосфере воздуха или азота с получением черного порошка оксида никеля. Для тестирования газового отклика порошок оксида никеля помещают в деионизованную воду для образования суспензии, которую наносят на керамическую подложку в виде трубки и отжигают при 60°С в течение недели. Изготовленный газовый сенсор имеет отклик к бензойному альдегиду, концентрация 100 ppm, в смеси с воздухом.
Имеется способ изготовления газочувствительного наноматериала на основе мезопористого оксида никеля (патент Китая CN 106006764), в котором темплат из мезопористого диоксида кремния и
- 2 034568
Ni(NO3)2-6H2O в молярном соотношении из диапазона 1:1-1:4 помещают в н-гексан, производят перемешивание при комнатной температуре до достижения однородности и получения порошка. Далее порошок помещают в муфельную печь и отжигают при температуре 230-290°С в течение 6-10 ч. После охлаждения полученный оксидный прекурсор охлаждают и промывают дистиллированной водой для удаления Ni(NO3)2 на внешней стороне темплата, а затем снова отжигают в муфельной печи при температуре 500-750°С в течение 4-8 ч. Далее темплат на основе мезопористого диоксида кремния удаляют при помощи раствора NaOH в концентрации 2-4 моль/л при температуре 60-80°С, а после промывают дистиллированной водой до достижения нейтральности и удаляют надосадочную мутную жидкость при помощи центрифугирования. После высушивания получают мезопористый наноматериал на основе оксида никеля. Изготовленный на его основе газовый сенсор имеет отклик к парам ацетона, концентрация 100 ppm, в смеси с воздухом.
Имеется разработка хеморезистора на основе оксида никеля, чувствительного к оксидам азота (патент США US 2016282290). Оксид никеля синтезируют следующим образом: соль никеля (нитрат никеля, либо ацетат никеля, либо ацетилацетонат никеля, либо цитрат никеля, либо тартрат никеля как в водной, так и в безводной форме) смешивают с ацетоном. Полученную смесь измельчают с помощью ступки и пестика от 20 мин до 1 ч и кальцинируют при температуре 120°С в течение 15 мин. Образовавшийся наноструктурированный порошок снова измельчают с помощью ступки и пестика и кальцинируют при температуре 250°С в течение 30 мин. Наконец, на заключительном этапе далее измельчают порошок с помощью ступки и пестика и кальцинируют его при температуре 650°С в течение 30 мин. Для образования пасты полученный оксид никеля смешивают с растворителем и перемалывают, используя циркониевый контейнер и шары диаметром 5 мм из диоксида циркония либо шаровую мельницу в течение 20 мин при скорости 450 об/мин и в течение 60 мин при скорости 2400 об/мин соответственно. Хеморезистор изготавливают, используя диэлектрическую подложку, например, из оксида алюминия, на которой формируют два электрода, например, встречно-штыревых, выполненных из платины, золота, серебра или из другого любого электропроводящего материала. При необходимости из указанных материалов дополнительно формируют нагревательный элемент на обратной стороне подложки. Пасту из оксида никеля наносят либо поверх электродов, либо под электродами, либо между электродами методом трафаретной печати или диспергированием в органическую жидкость, например в н-гексан, и последующим осаждением методом центрифугирования или капельным методом. Толщина осажденных пленок оксида никеля составляет около 120 мкм. Далее осажденную пленку оксида никеля отжигают в муфельной печи последовательно при температуре 120°С в течение 45 мин, при температуре 500°С в течение 30 мин и при температуре 700°С в течение 5 мин. Изготовленный хеморезистор имеет отклик к оксидам азота (NO и NO2) при рабочей температуре от 550 до 575°С.
Недостатками отмеченных способов является необходимость в проведении ряда процессов - синтеза оксида никеля и его последующего нанесения на подложку, оборудованную электродами, что ведет к повышенной себестоимости изготовленного хеморезистора.
Имеется способ изготовления мезопористого оксида никеля, который имеет газочувствительный отклик к аммиаку (патент Китая CN 106018507). Способ включает следующие стадии: приготовление раствора, содержащего додецилбензолсульфонат натрия и нитрат никеля, растворенные в дистиллированной воде, равномерное перемешивание при комнатной температуре с последующим добавлением карбоната аммония. Перемешивание проводят до тех пор, пока раствор не приобретает молочный окрас и величину рН, равную 9-10. Перемешивание проводят в течение 6 ч, затем выдерживают в течение 3 ч с последующей вакуумной фильтрацией продукта. Осадок на фильтре сушат при температуре 120°С в течение 6 ч, получая белый порошок, который затем отжигают при температуре 550°С в течение 4 ч и охлаждают до комнатной температуры, в результате чего получают мезопористый оксид никеля. Изготовленный на его основе газовый сенсор имеет отклик к парам аммиака, концентрация 0,1-0,4 ppm, в смеси с воздухом.
Имеется способ изготовления газового сенсора на основе пористого оксида никеля в виде полых микросфер (Патент Китая CN106248744). Полые микросферы оксида никеля получают следующим образом: сначала темплат (бромид цетилтриметиламмония, или лимонная кислота, или аминокислота) растворяют в органическом растворителе (этанол или н-бутанол), затем добавляют прекурсор никеля (сульфат никеля, или хлорид никеля, или гексагидрат нитрата никеля, или оксалат никеля) и осаждающий агент (аммиак или гидроксид натрия) и перемешивают при комнатной температуре в течение по меньшей мере 2 ч, получая раствор-прекурсор, который далее помешают в сосуд для проведения гидротермальной реакции при температуре 100-200°С в течение 12-24 ч. После остывания полученной суспензии до комнатной температуры ее промывают спиртом и водой 3-5 раз, высушивают в печи при температуре 80°С в течение 24 ч и отжигают в муфельной печи при температуре 300-600°С в течение 4-6 ч. На основе полученного материала изготавливают газовый сенсор следующим образом: сначала керамическую трубку из оксида алюминия очищают деионизированной водой, ацетоном и хлороформом, а затем высушивают. Далее на ее поверхность наносят водную или спиртовую суспензию, содержащую оксид никеля в виде пористых полых сфер, после чего керамическую трубку инкапсулируют. Затем стабилизируют электрические свойства материала и газового сенсора на его основе при температуре 200-300°С в течение 5-10
- 3 034568 дней. Изготовленный газовый сенсор имеет отклик к парам формальдегида, концентрация 1-100 ppm, в смеси с воздухом.
Имеется способ изготовления газочувствительного материала на основе оксида никеля, имеющего хеморезистивный отклик к сероводороду при комнатной температуре (патент Китая CN 106865628). Сначала получают гидроксид никеля гидротермальным методом в следующей последовательности: в дистиллированную воду добавляют гексагидрат нитрата никеля и мочевину, затем полученную смесь обрабатывают в ультразвуковой ванне в течение 3 мин. Далее полученный раствор помещают в реактор и выдерживают при температуре 110°С в течение 12 ч. После охлаждения до комнатной температуры полученный осадок отделяют при помощи центрифугирования и промывают, а затем высушивают в печи при температуре 60°С в течение 12 ч. Полученный таким способом порошок гидроксида никеля далее отжигают в муфельной печи при температуре 300°С в течение 2 ч для получения порошка оксида никеля. Для изготовления хеморезистора порошок оксида никеля добавляют в деионизированную воду, подвергают ультразвуковой обработке для получения суспензии, наносят суспензию на подложку, содержащую встречно-штыревые электроды из золота, а затем высушивают в печи при температуре 60°С в течение 3 ч. Изготовленный хеморезистор имеет отклик к парам сероводорода, концентрация 0,5-97 ppm, в смеси с воздухом при комнатной температуре.
Недостатками указанных способов является многостадийность изготовления как материала, так и газового сенсора на его основе, что ведет к повышенной себестоимости конечного устройства.
В последнее время активно развиваются электрохимические методы синтеза наноструктур оксида никеля из раствора, содержащего соли никеля, которые в большинстве случаев основываются на генерации щелочной среды вблизи электрода при пропускании тока, что способствует получению на электроде оксида никеля (Therese, G.H.A. Electrochemical synthesis of metal oxides and hydroxides/G.H.A. Therese, P.V. Kamath//Chemistry of Materials. - 2000. - V. 12. - P. 1195-1204). Также для получения оксида никеля может быть использовано электрохимическое окисление металлического никеля.
Так, известен электрохимический способ получения наноразмерных структур оксида никеля (II) (патент РФ RU 2592892). В электрохимическом способе получения наноразмерных частиц оксида никеля (II), включающем окисление анода в ионной жидкости в атмосфере воздуха, в качестве анода используют никелевый анод, окисление проводят при температуре 20-25°С в течение 2-20 мин при плотности постоянного тока 5-10 мА/см2 или при постоянном потенциале 2,3-5 В, в качестве катода используют никелевый катод. В качестве никелевого катода и анода используют никелевую фольгу толщиной до 0,5 мм. Предпочтительно используют ионную жидкость с добавкой дистиллированной воды (в объемном отношении ионная жидкость/вода до 10:1) или пропиленгликоля (в объемном отношении ионная жидкость/пропиленгликоль от 1:0,5 до 1:1). Катион ионной жидкости выбирают из замещенных алкилимидазолия, алкилпиридиния, алкилпиперидиния и др., анион выбирают из NTF2-, BF4-, PF6 -, Cl- и др. В зависимости от выбранных условий на электроде получают наноструктуры в виде наностержней или наносот с геометрией tip-like.
Недостатком данного способа является использование ионных жидкостей, что требует особых условий контроля содержания воды. Также использование ионных жидкостей представляет опасность для экологии. Стоимость ионных жидкостей высока, что предопределяет высокую себестоимость конечного устройства. Кроме того, полученный оксид остается на аноде, что требует дополнительных операций для переноса на газовый сенсор.
Имеется способ получения гидроксида/оксида никеля гальваностатическим осаждением (Streinz С. С. The effect of temperature and ethanol on the deposition of nickel hydroxide films/С.С. Streinz, S. Motupally, J.W. Weidner//J. Electrochem. Soc. - 1995. - V. 142 - P. 4051-4056; The effect of current and nickel nitrate concentration on the deposition of nickel hydroxide films/С.С. Streinz, A.P. Hartman, S. Motupally et al.//J. Electrochem. Soc. - 1995. - V. 142 - P. 1084-1089). Пленки гидроксида никеля получают из водного раствора, содержащего нитрат никеля в концентрации от 0,1 до 2,0 моль/л, а также этанол в концентрации от 0 до 100 об.%, путем пропускания через рабочий электрод тока в диапазоне от 0,05 до 0,5 мА (0,25-2,5 мА/см2) в течение 0,5-40 мин при температурах от комнатной до 75°С. В качестве рабочего электрода используют кварцевый кристалл с напыленным по обеим сторонам тонким слоем золота. Площадь его поверхности, погруженной в электролит, составляет 0,2 см2. В качестве вспомогательного электрода используют платиновую сетку. Полученные пленки гидроксида никеля промывают в дистиллированной воде.
Имеется способ получения гидроксида/оксида никеля потенциостатическим методом (Layered Ni(OH)2-Co(OH)2 films prepared by electrodeposition as charge storage electrodes for hybrid supercapacitors/T. Nguyen, M. Boudard, M.J. Carrnezim et al.//Scientific Reports. - 2017. - V. 7. - 39980). Пленку гидроксида никеля получают из раствора, содержащего нитрат никеля в концентрации 0,1 моль/л, при приложении к рабочему электроду постоянного электрического потенциала, равного -1,1 В относительно насыщенного каломельного электрода сравнения при комнатной температуре в течение времени, требуемого для протекания через рабочий электрод заряда, равного 1 Кл/см2. В качестве рабочего электрода используют пластину из нержавеющей стали, предварительно отшлифованную наждачной бумагой, а затем очищенную дистиллированной водой и этанолом и высушенную в воздушной атмосфере. В качестве вспомогательного электрода используют платиновую фольгу.
- 4 034568
Однако отмеченные способы не использовались для формирования хеморезисторов.
Таким образом, имеется проблема создания хеморезистора на основе наноструктур оксида никеля с низкой себестоимостью электрохимическим методом в одноэтапном технологическом процессе.
Поставленная техническая проблема решается тем, что в способе изготовления хеморезистора на основе наноструктур оксида никеля применяют электрохимический метод осаждения в емкости, оборудованной электродом сравнения и вспомогательным электродом, заполненной электролитом, содержащим нитрат-анионы и катионы никеля, в которой наноструктуры оксида никеля осаждают на диэлектрическую подложку, оборудованную полосковыми электродами, выполняющими роль рабочего электрода, путем приложения к рабочему электроду постоянного электрического потенциала в диапазоне от -0,5 до -1,1 В относительно электрода сравнения в течение 25-100 с и температуре электролита в диапазоне 2080°С, после чего подложку с осажденным слоем наноструктур оксида никеля промывают дистиллированной водой и высушивают при комнатной температуре.
В качестве электролита используют водный раствор, содержащий NiSO4 в концентрации 0,0250,4 моль/л и NaNO3 в концентрации 0,2-0,8 моль/л.
В качестве электрода сравнения используют насыщенный хлорсеребряный электрод.
В качестве электрода сравнения могут использовать каломельный, ртутно-сульфатный, оксиднортутный, обратимый водородный электрод или любой другой электрод сравнения с перерасчетом значений прикладываемых потенциалов.
Используют вспомогательный электрод, выполненный из проводящего инертного материала в виде стержня, пластины или сетки.
Используют емкость, выполненную из диэлектрического материала, инертного по отношению к компонентам раствора электролита.
Диэлектрическую подложку оборудуют двумя полосковыми электродами при изготовлении дискретного хеморезистора или набором полосковых электродов в количестве не менее четырех при изготовлении мультисенсорной линейки хеморезистивного типа.
Техническим результатом выполнения способа является хеморезистор, имеющий два измерительных электрода, в котором в качестве газочувствительного материала устройства используется слой из наноструктур оксида никеля, у которого при нагреве до температур 150-270°С изменяется сопротивление под воздействием примесей органических паров в окружающем воздухе, и/или мультисенсорная линейка хеморезистивного типа, в которой количество измерительных электродов составляет не менее четырех; при этом слой, заключенный между каждой парой электродов, образует отдельный хеморезистивный элемент, а вся совокупность хеморезистивных элементов образует мультисенсорную линейку.
Описание предлагаемого изобретения представлено на фиг. 1-7, где на фиг. 1 представлена схема рабочей установки по электрохимическому осаждению наноструктур оксида никеля на подложку, оборудованную набором металлических полосковых электродов, позициями обозначены: 1 -диэлектрическая подложка с набором металлических полосковых электродов, выполняющих роль рабочего электрода, 2 полосковые электроды, 3 - вспомогательный электрод, 4 - электрод сравнения, 5 -водный электролит, 6 потенциостат, 7 - персональный компьютер с программным обеспечением для работы с потенциостатом, 8 - нагревательный элемент с обратной связью, оборудованный датчиком температуры; на фиг. 2 - схема хеморезистора (а) и мультисенсорной линейки с тремя хеморезистивными элементами (б), позициями обозначены: 9 - терморезисторы для нагрева и контроля температуры газочувствительного слоя, 10 слой наноструктур оксида никеля; на фиг. 3 - изображения морфологии слоя наноструктур оксида никеля, полученные при помощи сканирующей электронной микроскопии при разных увеличениях - х50000 (а), х5000 (б), х1000 (в), штриховыми линиями показаны границы межэлектродной области, позициями обозначены: 11, 12 - области, соответствующие полосковым электродам, 13 - схема предлагаемого хеморезистора на основе слоя наноструктур оксида никеля в межэлектродной области; на фиг. 4 - схема измерения отклика хеморезистора на основе наноструктур оксида никеля, позициями обозначены: 14 - газосмесительный блок, предназначенный для генерации смеси тестового газа с воздухом, 15 - газопровод для подачи тестовой газовой смеси в камеру, содержащую хеморезистор, 16 - герметичная камера, 17 хеморезистор или мультисенсорная линейка хеморезистивного типа, 18 - электроизмерительный блок, предназначенный для измерения сопротивления хеморезистора, 19 - газопровод, предназначенный для вывода тестовой газовой смеси из камеры, содержащей хеморезистор; на фиг. 5 - изменение сопротивления хеморезистора на основе наноструктур оксида никеля, функционирующего при температуре 250°С, при воздействии паров изопропанола, концентрация 10 ppm (а) и 100 ppm (б), в смеси с сухим воздухом, и бензола, концентрация 10 ppm (в) и 100 ppm (г), в смеси с сухим воздухом; на фиг. 6 - зависимость отклика хеморезистора на основе наноструктур оксида никеля к изопропанолу, концентрация 100 ppm, в смеси с сухим воздухом от рабочей температуры; на фиг. 7 - результат обработки векторного сигнала мультисенсорной линейки хеморезистивного типа, изготовленной заявляемым способом, состоящей из семи хеморезистивных элементов, к воздействию паров изопропанола и бензола, концентрация 10 ppm (а) и 100 ppm (б), в смеси с сухим воздухом.
Способ изготовления хеморезистора на основе наноструктур оксида никеля электрохимическим ме- 5 034568 тодом осуществляют следующим образом.
Наноструктуры оксида никеля осаждают электрохимическим методом на диэлектрическую подложку (фиг. 2, поз. 1), например из окисленного кремния или оксида алюминия, оборудованную полосковыми электродами (фиг. 2, поз. 2), например из золота или платины, толщиной до 1 мкм, шириной в диапазоне 10-100 мкм и межэлектродным зазором в диапазоне 1-1000 мкм, которые выполняют роль рабочего электрода, к которому прикладывают электрический потенциал (фиг. 1, поз. 1, 2). При изготовлении дискретного хеморезистора используют подложку с нанесенными двумя полосковыми электродами (фиг. 2а), а при изготовлении мультисенсорной линейки хеморезистивного типа используют набор полосковых электродов в количестве не менее четырех (фиг. 2б). Осаждение проводят из водного электролита, содержащего нитрат-анионы и катионы никеля (фиг. 1, поз. 5), который изготавливают путем добавки NiSO4 и NaNO3 в дистиллированную воду так, чтобы концентрация составляла 0,025-0,4 моль/л и 0,2-0,8 моль/л соответственно. Осаждение проводят в емкости, выполненной из диэлектрического материала, инертного по отношению к компонентам раствора электролита, например из стекла или политетрафторэтилена, которую заполняют электролитом. Кроме рабочего электрода в емкость с электролитом также помещают вспомогательный электрод, выполненный из проводящего инертного материала в форме стержня, пластины или сетки (фиг. 1, поз. 3), и электрод сравнения. Температуру электролита поддерживают с постоянным значением из диапазона 20-80°С. Нагрев электролита обеспечивают, например, с помощью нагревательной плиты, оборудованной датчиком температуры (фиг. 1, поз. 8). Осаждение наноструктур оксида никеля проводят путем подачи на рабочий электрод постоянного электрического потенциала в диапазоне от -0,5 до -1,1 В относительно насыщенного хлорсеребряного электрода (Ag/AgCl^.) сравнения (фиг. 1, поз. 4), либо каломельного, ртутно-сульфатного, оксидно-ртутного, обратимого водородного электрода или любого другого электрода сравнения с перерасчетом значений прикладываемых потенциалов. Электрический потенциал прикладывают к рабочему электроду при помощи потенциостата (фиг. 1, поз. 6) в течение 25-100 с. Отмеченные диапазоны варьирования концентрации прекурсоров, времени осаждения, потенциала и температуры электролита позволяют получить оксид никеля в наноструктурированной морфологии. При этом нижние пределы значений обеспечивают минимальную плотность размещения синтезированных наноструктур оксида никеля в зазоре между полосковыми электродами так, чтобы наноструктуры формировали резистивный контакт между полосковыми электродами. Верхние пределы значений параметров соблюдают, чтобы толщина синтезированных структур оксида никеля оставалась в нанометровом диапазоне с целью эффективного проявления хеморезистивного эффекта. Значения как потенциала, так и времени процесса осаждения задают в управляющей программе потенциостата при помощи персонального компьютера (фиг. 1, поз. 7). После окончания процесса осаж дения диэлектрическую подложку с полосковыми электродами и слоем наноструктур оксида никеля промывают дистиллированной водой и высушивают при комнатной температуре.
Изготовленный хеморезистор помещают в камеру (фиг. 4, поз. 16), оборудованную вводом (фиг. 4, поз. 15) и выводом (фиг. 4, поз. 19) потока смеси детектируемых газов с воздухом, и экспонируют к потоку газовой смеси. В качестве измерительного сигнала используют сопротивление наноструктур оксида никеля между полосковыми электродами, которое регистрируют стандартными схемами с помощью делителя или с помощью моста Уинстона, применяя соответствующий электроизмерительный блок. Величину хеморезистивного отклика S определяют как относительное изменение сопротивления в тестовом газе Rg по отношению к сопротивлению в опорной атмосфере Rb в процентах:
(R А = -^-1 *100%
1Л J в случае, если в тестовом газе сопротивление возрастает по отношению к сопротивлению в опорной атмосфере,
S = -1 * 100%
R.
в случае, если в тестовом газе сопротивление уменьшается по отношению к сопротивлению в опорной атмосфере.
Хеморезистивный эффект в оксиде никеля при нормальных условиях в обычной кислородосодержащей атмосфере определяется наличием на поверхности этого оксида хемосорбированных ионов (O-, O2 - и O2-) кислорода, которые при адсорбции локализуют электроны из объема. Газы-восстановители, как, например, органические пары спиртов, реагируют с хемосорбированным кислородом или напрямую инжектируют электроны в полупроводник. В обоих случаях происходят процессы рекомбинации, которые ведут к уменьшению концентрации дырок в оксиде никеля и, как следствие, к понижению проводимости или увеличению его сопротивления. Так как в наноструктурах соотношение между длиной Дебая, определяемой хемосорбированными ионами на поверхности, и толщиной металло-оксидной структуры гораздо больше, чем, например, в толстых слоях, то получаемые хеморезисторы обладают относительно высоким откликом к парам тестовых газовых смесей.
С целью увеличения селективности хеморезистивного отклика к виду газа этим способом изготав
- 6 034568 ливают линейку хеморезисторов, для чего используют во время осаждения подложку, оборудованную измерительными электродами в количестве не менее четырех так, чтобы сформировать не менее трех хеморезистивных сегментов. При этом слой наноструктур оксида никеля, заключенный между каждой парой электродов, образует отдельный хеморезистивный элемент (фиг. 3, поз. 13), а вся совокупность хеморезистивных элементов образует мультисенсорную линейку из ie{l,n} элементов. В этом случае сопротивления этих элементов Ri или их хеморезистивный отклик Si являются компонентами вектора {R1, R2, R3, ..., Rn} или {S1, S2, S3, ..., Sn}, различного для различных тестовых газов. Этот векторный сигнал хеморезистивной линейки при воздействии разных газов обрабатывают методами распознавания образов в рамках мультисенсорного подхода (Сысоев В. В., Мусатов В. Ю. Газоаналитические приборы электронный нос//Саратов: Саратовский государственный технический университет. - 2011) с целью извлечения признаков, характеризующих тестовый газ, и идентифицируют его.
Таким образом, в результате осуществления данного способа получают хеморезистор или мультисенсорную линейку хеморезистивного типа на основе наноструктур оксида никеля в рамках электрохимического метода.
Пример реализации способа
Описанный способ был реализован на примере изготовления мультисенсорной линейки хеморезистивного типа, являющейся более сложным устройством по сравнению с простым хеморезистором.
Мультисенсорная линейка хеморезистивного типа была изготовлена на основе мультиэлектродного чипа, который представлял собой диэлектрическую подложку (фиг. 2, поз. 1) из окисленного кремния с нанесенным на нее методом катодного распыления набором полосковых платиновых электродов, каждый толщиной около 1 мкм и шириной дорожки около 100 мкм с межэлектродным расстоянием 5070 мкм (фиг. 2, поз. 2). По краям фронтальной стороны подложку оборудовали меандровыми полосками из платины (фиг. 2, поз. 9), служащими в качестве терморезисторов, которые были предназначены для контроля рабочей температуры во время функционирования хеморезистора. На тыльную сторону подложки наносили методом катодного распыления полосковые платиновые нагреватели меандрового типа, ширина дорожки 100 мкм, толщина - 1 мкм, с целью обеспечения рабочей температуры подложки до 300°С во время функционирования.
Наноструктуры оксида никеля (фиг. 2, поз. 10) осаждали на полосковые электроды мультиэлектродного чипа (фиг. 1, поз. 1, 2) электрохимическим методом. Для проведения процесса осаждения равномерно на все полосковые электроды мультиэлектродного чипа последние были электрически соединены во время процесса и выполняли роль рабочего электрода. В качестве электролита (фиг. 1, поз. 5) использовали водный раствор, содержащий NiSO4 в концентрации 0,1 моль/л и NaNO3 в концентрации 0,2 моль/л. В стеклянную емкость, содержащую электролит, помещали мультиэлектродный чип, вспомогательный электрод в виде графитового стержня и насыщенный хлорсеребрянный электрод сравнения (фиг. 1, поз. 4, EAg/Agetaac =0,197 В относительно стандартного водородного электрода сравнения). Температура электролита во время процесса осаждения составляла около 60°С. Нагрев электролита и поддержание рабочей температуры обеспечивали при помощи нагревательной плиты, оборудованной датчиком температуры (фиг. 1, поз. 8).
На рабочий электрод при помощи потенциостата (Elins, Россия, фиг. 1, поз. 6) подавали постоянный потенциал, равный -1 В относительно потенциала насыщенного хлорсеребряного электрода сравнения в течение 100 с. Потенциал и время осаждения контролировали с помощью программного обеспечения потенциостата на персональном компьютере (фиг. 1, поз. 7). После окончания процесса осаждения мультиэлектродный чип с осажденным слоем наноструктур оксида никеля промывали дистиллированной водой и высушивали при комнатной температуре.
На фиг. 3 показаны изображения поверхности слоя наноструктур оксида никеля между двумя электродами хеморезистивного элемента, полученные с помощью сканирующей электронной микроскопии с использованием микроскопа Carl Zeiss AURIGA® (Германия). Как видно из фиг. 3а, оксид никеля представлен в межэлектродном пространстве в виде наноструктурированного слоя, состоящего из микропластинок, на поверхности которых с низкой плотностью расположены агломераты наносфер диаметром порядка 200 нм. Данные наноструктуры образуют перколяционные дорожки между электродами (фиг. 3, поз. 11, 12).
Для проведения измерения хеморезистивного отклика мультиэлектродного чипа со слоем наноструктур оксида никеля его размещали в камере из нержавеющей стали (фиг. 4, поз. 16), оборудованной вводом и выводом газового потока (фиг. 4, поз. 15, 19), и экспонировали к воздействию паров изопропанола, концентрация 10-100 ppm, и бензола, концентрация 10-100 ppm, в смеси с искусственным воздухом, генерируемых с помощью газосмесительного блока (фиг. 4, поз. 14). Сопротивления хеморезистивных элементов в мультисенсорной линейке измеряли последовательно с помощью электроизмерительной схемы (фиг. 4, поз. 18), включающей мультиплексор, с временем опроса 30 мс на каждый хеморезистивный элемент. Рабочую температуру мультиэлектродного чипа на основе слоя наноструктур оксида никеля устанавливали в диапазоне 150-270°С. Оптимальная температура с целью получения максимального хеморезистивного отклика составляла около 250°С.
- 7 034568
На фиг. 5 показан типичный отклик - изменение сопротивления одного хеморезистивного элемента из мультисенсорной линейки чипа, нагретого до 250°С, на основе наноструктур оксида никеля к парам изопропанола, концентрация 10 ppm (а) и 100 ppm (б) в смеси с сухим воздухом, и бензола, концентрация 10 ppm (в) и 100 ppm (г) в смеси с сухим воздухом. Видно, что при воздействии органических паров сопротивление хеморезистора растет и обратимо уменьшается при их удалении. Отклик является воспроизводимым, устойчивым и превышает 3-кратную амплитуду электрического шума. Это позволяет рассматривать данный хеморезистор как пригодный для практического использования. Величина коэффициента газочувствительности, рассчитываемого как отношение хеморезистивного отклика S к концентрации газа С, для изопропанола составляет 0,041-0,054 ppm-1, что сопоставимо с результатами, известными из научно-технической литературы для других хеморезисторов на основе оксида никеля.
На фиг. 6 показана зависимость хеморезистивного отклика одного из хеморезистивных элементов из мультисенсорной линейки чипа к парам изопропанола (фиг. 6), концентрация 100 ppm, в смеси с сухим воздухом в зависимости от рабочей температуры. Как видно из приведенной кривой, отклик наблюдается в диапазоне температур 150-270°С, а оптимальная температура с целью получения максимального отклика у данного хеморезистивного элемента составляет около 250°С.
Совокупный векторный отклик мультисенсорной линейки хеморезистивного типа, изготовленной на основе мультиэлектродного чипа заявляемым способом, был сформирован из откликов семи хеморезистивных элементов линейки при воздействии органических паров изопропанола и бензола и обработан методом линейного дискриминантного анализа (ЛДА). Результаты представлены на фиг. 7. Построенные кластеры данных, соответствующие векторным откликам мультисенсорной линейки к воздействию паров изопропанола и бензола, концентрация 10 ppm (а) и 100 ppm (б), в смеси с сухим воздухом, значительно удалены друг от друга, что дает возможность их технически разделить и селективно определить. Это позволяет не только детектировать данные газы (выполнить функцию сенсора), но и идентифицировать их (выполнить функцию газоанализатора).
Claims (7)
1. Способ изготовления хеморезистора на основе наноструктур оксида никеля электрохимическим методом характеризуется тем, что в емкости, оборудованной электродом сравнения и вспомогательным электродом, заполненной электролитом, содержащим нитрат-анионы и катионы никеля, наноструктуры оксида никеля осаждают на диэлектрическую подложку, оборудованную полосковыми электродами, выполняющими роль рабочего электрода, путем приложения к рабочему электроду постоянного электрического потенциала от -0,5 до -1,1 В относительно электрода сравнения в течение 25-100 с и при температуре электролита в диапазоне 20-80°С, после чего подложку с осажденным слоем наноструктур оксида никеля промывают дистиллированной водой и высушивают при комнатной температуре.
2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что в качестве электролита используют водный раствор, содержащий NiSO4 в концентрации 0,025-0,4 моль/л и NaNO3 в концентрации 0,2-0,8 моль/л.
3. Способ по п.1, характеризующийся тем, что в качестве электрода сравнения используют насыщенный хлорсеребряный электрод.
4. Способ по п.1, характеризующийся тем, что в качестве электрода сравнения используют каломельный, ртутно-сульфатный, оксидно-ртутный, обратимый водородный электрод с перерасчетом значений прикладываемых потенциалов.
5. Способ по п.1, характеризующийся тем, что используют вспомогательный электрод, выполненный из проводящего инертного материала в виде стержня, пластины или сетки.
6. Способ по п.1, характеризующийся тем, что используют емкость, выполненную из диэлектрического материала, инертного по отношению к компонентам раствора электролита.
7. Способ по п.1, характеризующийся тем, что диэлектрическую подложку оборудуют двумя полосковыми электродами при изготовлении дискретного хеморезистора или набором полосковых электродов в количестве не менее четырех при изготовлении мультисенсорной линейки хеморезистивного типа.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018116939A RU2682575C1 (ru) | 2018-05-07 | 2018-05-07 | Способ изготовления хеморезистора на основе наноструктур оксида никеля электрохимическим методом |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201800366A1 EA201800366A1 (ru) | 2019-11-29 |
EA034568B1 true EA034568B1 (ru) | 2020-02-20 |
Family
ID=65805906
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201800366A EA034568B1 (ru) | 2018-05-07 | 2018-07-09 | Способ изготовления хеморезистора на основе наноструктур оксида никеля электрохимическим методом |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA034568B1 (ru) |
RU (1) | RU2682575C1 (ru) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2736630C1 (ru) * | 2020-02-10 | 2020-11-19 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Тонкопленочный платиновый терморезистор на стеклянной подложке и способ его изготовления |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101349669A (zh) * | 2007-07-19 | 2009-01-21 | 张薰予 | 甲醛气体传感器 |
US20100147684A1 (en) * | 2008-12-12 | 2010-06-17 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Ultra-sensitive gas sensor using oxide semiconductor nanofiber and method of fabricating the same |
RU2537466C2 (ru) * | 2013-05-08 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Способ изготовления материала газового сенсора селективного детектирования н2s и его производных |
US20160025695A1 (en) * | 2013-04-18 | 2016-01-28 | Korean University Research and Business Foundation | Methylbenzene gas sensor using chrome-doped nickel oxide nanostructures and method for producing same |
CN106950274A (zh) * | 2017-04-06 | 2017-07-14 | 吉林大学 | 一种基于Sn掺杂NiO分等级结构纳米花球敏感材料的二甲苯气体传感器及其制备方法 |
-
2018
- 2018-05-07 RU RU2018116939A patent/RU2682575C1/ru active
- 2018-07-09 EA EA201800366A patent/EA034568B1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101349669A (zh) * | 2007-07-19 | 2009-01-21 | 张薰予 | 甲醛气体传感器 |
US20100147684A1 (en) * | 2008-12-12 | 2010-06-17 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Ultra-sensitive gas sensor using oxide semiconductor nanofiber and method of fabricating the same |
US20160025695A1 (en) * | 2013-04-18 | 2016-01-28 | Korean University Research and Business Foundation | Methylbenzene gas sensor using chrome-doped nickel oxide nanostructures and method for producing same |
RU2537466C2 (ru) * | 2013-05-08 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Способ изготовления материала газового сенсора селективного детектирования н2s и его производных |
CN106950274A (zh) * | 2017-04-06 | 2017-07-14 | 吉林大学 | 一种基于Sn掺杂NiO分等级结构纳米花球敏感材料的二甲苯气体传感器及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA201800366A1 (ru) | 2019-11-29 |
RU2682575C1 (ru) | 2019-03-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Saruhan et al. | Influences of semiconductor metal oxide properties on gas sensing characteristics | |
McCue et al. | SnO2− In2O3 Nanocomposites as Semiconductor Gas Sensors for CO and NO x Detection | |
Ibupoto et al. | Glycine-assisted synthesis of NiO hollow cage-like nanostructures for sensitive non-enzymatic glucose sensing | |
CN109828009B (zh) | 一种基于金属氧化物半导体薄膜材料的h2s气体传感器及其制备方法 | |
Kumar et al. | Nanostructured ceria thin film for ethanol and trimethylamine sensing | |
Benkara et al. | Synthesis of Sn doped ZnO/TiO2 nanocomposite film and their application to H2 gas sensing properties | |
CN110511059A (zh) | 三氧化钨气敏膜材料、三氧化钨基复合气敏膜材料、制备方法和应用 | |
Zhang et al. | Response improvement for In2O3–TiO2 thick film gas sensors | |
US10844500B2 (en) | Method for making a Pd-doped zinc oxide conducting electrode | |
Abozeid et al. | Development of nano-WO 3 doped with NiO for wireless gas sensors | |
RU2684423C1 (ru) | Способ изготовления хеморезистора на основе наноструктур оксида цинка электрохимическим методом | |
RU2684426C1 (ru) | Мультиоксидный газоаналитический чип и способ его изготовления электрохимическим методом | |
Xu et al. | Sensitive electrochemical detection of glucose based on electrospun La0. 88Sr0. 12MnO3 naonofibers modified electrode | |
RU2682575C1 (ru) | Способ изготовления хеморезистора на основе наноструктур оксида никеля электрохимическим методом | |
CN102442787A (zh) | 一种纳米气敏薄膜及其制备方法 | |
CN106896146B (zh) | 一种铁酸锌丙酮气敏层的涂层制备方法 | |
RU2626741C1 (ru) | Способ изготовления газового мультисенсора кондуктометрического типа на основе оксида олова | |
Hsu et al. | WO3/La0. 8Pb0. 2FeO3 perovskite heterostructure for highly active and selective hydrogen sulfide detection | |
RU2641017C1 (ru) | Способ изготовления мультиэлектродного газоаналитического чипа на основе мембраны нанотрубок диоксида титана | |
RU2732800C1 (ru) | Способ изготовления газоаналитического мультисенсорного чипа на основе наностержней оксида цинка | |
RU2677093C1 (ru) | Способ изготовления хеморезистора на основе наноструктур оксида кобальта электрохимическим методом | |
Simões et al. | Room-temperature SnO2-based sensor with Pd-nanoparticles for real-time detection of CO dissolved gas in transformer oil | |
KR20170137619A (ko) | 메틸벤젠에 대한 고감도 및 고선택성 가스 감응물질, 그 제조방법 및 상기 가스 감응물질을 포함하는 가스센서 | |
Fu | A room temperature ammonia sensor based on nanosized copper hexacyanoferrate (II) | |
RU2677095C1 (ru) | Способ изготовления хеморезистора на основе наноструктур оксида марганца электрохимическим методом |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ KZ KG TJ TM RU |