Область наук:
  • нанотехнології
  • Рік видавництва: 2008
    Журнал: Известия Південного федерального університету. Технічні науки

    Наукова стаття на тему 'Квантово-хімічний аналіз напівпровідникових властивостей газочутливі тонкоплівкових матеріалів на основі SiO2 * SnOx * AgO'

    Текст наукової роботи на тему «Квантово-хімічний аналіз напівпровідникових властивостей газочутливі тонкоплівкових матеріалів на основі SiO2 * SnOx * AgO»

    ?Известия ПФУ. Технічні науки

    Спеціальний випуск

    Sn2O3 з розмірами 14-25 нм і кристалітів оксиду міді CuO з розмірами 714нм.

    Дослідження температурних залежностей даних плівок показало, що опір плівок зменшується з підвищенням температури, що доводить напівпровідниковий характер даних плівкових зразків. Для даних плівкових зразків була розрахована енергія активації і ширина забороненої зони. Значення енергії активації лежать в діапазоні від 0,11 до 0,84 еВ, а ширина забороненої зони склала від 0,78 до 1,12 еВ.

    Проводилось дослідження зразків даних плівок на чутливість до діоксиду азоту. При дії газу опір плівок знижується, час відгуку при цьому становить 30-80 секунд. Подальша продування камери повітрям, що не містить NO2, повертає опір до початкового значення, час відновлення при цьому становить 1-3 хвилини.

    Для даних зразків плівок величина газової чутливості, час відгуку і час відновлення залежать від температури відпалу плівок і змісту основних компонентів у вихідному плівкоутворювальній розчині.

    Дослідження показали, що плівки мають кращу чутливістю на діоксид азоту при кімнатній і підвищеній температурі (більше 100 ° С), при цьому більш високими значеннями газової чутливості мають плівки з великим вмістом олова в вихідному розчині. Чутливість плівок знаходиться в діапазоні 0,2-0,45 отн.ед.

    З підвищенням концентрації діоксиду азоту чутливість плівок падає, що обумовлено насиченням поверхневого шару газочутливі матеріалу. При цьому максимум величини газової чутливості у плівок відповідає концентрації NO2, рівній 0,8 ppm.

    Таким чином, дослідження показали, що на основі плівок складу SiO2 (SnOx, CuO) можливе створення газових датчиків, зокрема датчика діоксиду азоту.

    УДК 541.138

    Е.В. Воробйов, В.В. Петров, М. Н. Ілюшніков, Т.Н. Назарова КВАНТОВО-ХІМІЧНИЙ АНАЛІЗ НАПІВПРОВІДНИКОВИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ газочутливі тонкоплівкових МАТЕРІАЛІВ НА ОСНОВІ SIO2 * SNOX * AGO

    На даний момент для передбачення ряду властивостей твердих тіл, в тому числі поверхневих, широко використовуються квантово-хімічні розрахунки.

    Відомо, що при легуванні нанорозмірного матеріалу на основі суміші SiO2 і нестехіометріческого оксиду олова SnOx деякими металами або їх оксидами збільшується його селективність по відношенню до аміаку. Залежно від кількісного співвідношення Sn: Ag тонкоплівкові матеріали проявляють різну чутливість і селективність по відношенню до молекул газу. На першому етапі роботи була обрана тетрагональна структура типу рутилу, відповідна основним способом кристалізації SnO2, в якій один з атомів олова заміщений атомом срібла (такий підхід можливий з урахуванням близькості їх атомних радіусів і за рахунок подальшої оптимізації геометрії). Таким чином, моделювався поведінку кластера з співвідношенням олова до сріблу як 9: 1.

    Секція хімії та екології

    Для виявлення впливу структури кластера на газочутливі властивості були проведені квантово-хімічні дослідження (з використанням програмних пакетів «ADF'06» і «Gaussian'98»). Обрані методи і моделі дозволяють оцінити і порівняти ряд параметрів досліджуваної структури за рахунок варіації положення з нею атома срібла, а також форму взаємодії і посадки атома аміаку (на один з атомів Ag або Sn, мостиковая посадка між двома атомами, між трьома атомами металу (рис . 1). Використовувалися різні квантово-хімічні методи розрахунків: ab initio, напівемпіричні методи, методи молекулярної механіки. Розраховувалися наступні параметри: енергія розглянутих структур, розподіл електронної щільності, ширина забороненої зони, населеність граничних орбіталей. Всі розрахунки перерахованих вище властивостей проводилися для оптимізованих структур, геометричні характеристики яких задовільно збігаються з отриманими іншими авторами на підставі як розрахункових методів, так і спектральних даних.

    На основі розрахунків робився висновок про найбільш вдалою структурі матеріалу і формі взаємодії і посадки атома аміаку на структуру SiO2 * SnOx * AgO з метою пояснення максимальної чутливості суміші оксидів кремнію і олова, легованих сріблом до молекул газу.

    УДК 502.55 (204): 628.19

    А.І. Королева, Е.С.Васілевская, К.Ф.Булатова ВИЗНАЧЕННЯ ЗМІСТУ І ФОРМ ІСНУВАННЯ МІДІ (II) В ПРИБЕРЕЖНИХ ВОДАХ Таганрозької затоки

    Останнім часом актуальною є проблема забруднення ОС важкими металами. Фахівцями з охорони ОС серед металів-токсикантів виділена пріоритетна група. У неї входять кадмій, мідь, миш'як, нікель, ртуть, свинець, цинк і хром як найбільш небезпечні для здоров'я людини і тварин.

    Нами для еколого-аналітичного дослідження прибережних вод Таганрозької затоки обрана мідь. Мідь - один з найважливіших мікроелементів, що беруть участь в процесі фотосинтезу і впливають на засвоєння азоту рослинами. Фізіологічна активність міді в організмі пов'язана головним чином з діяльністю ферментів, до складу яких вона входить. Надлишок міді в організмі призводить до погіршення стану тканин печінки, нирок і мозку.


    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити