ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ГАЗОВЫХ СЕНСОРОВ НА ПОРИСТОМ КРЕМНИИ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ НЕПОЛЯРНОГО ГАЗА

Датчики газа являются важными устройствами в различных приложениях промышленного и экологического мониторинга. Толуол и хлороформ – вредные неполярные газы, образующиеся в различных процессах горения и связанные с загрязнением воздуха и респираторными заболеваниями. Пористый кремний (ПС) показал многообещающие результаты в качестве материала для измерения газов аммиака и этанола. Однако существует потенциал для дальнейшего улучшения за счет оптимизации свойств их поверхности для приложений, связанных с измерением неполярного газа. Химическая обработка широко используется для модификации характеристик поверхности материалов, в том числе полупроводников, для различных применений. Мы нанесли слой никеля (Ni) на поверхность ПК с помощью химической обработки. Установлено, что чувствительность образца ПС, осажденного Ni, к концентрации 0,1 ppm паров неполярного толуола и хлороформа увеличилась с <1 % до 39 % и 32,6 % соответственно по сравнению с ПС. Это исследование дает ценную информацию о методах модификации поверхности для повышения производительности газовых датчиков, что может оказать существенное влияние на разработку передовых сенсорных технологий для экологических и промышленных применений.

1. Chang T.Y., Singh A.K., Shao J.H., Huang C.Y., Shieh J.M., Wuu D.S., Horng R.H. (2023) Performance improvement of MOCVD grown ZnGa2O4 based NO gas sensors using plasma surface treatment, Applied Surface Science, v. 637, p. 157929.

2. Li Y., Chen H., Li H., Liu C., Li J., Chen Q., Gu M. (2023) Ultra-high sensitivity methane gas sensor based on vernier effect in double D-shaped and cryptophane-A film-coated photonic crystal fiber: Design and FEM simulation, Results in Physics, p. 106840.

3. Phanichphant S. (2014) Semiconductor metal oxides as hydrogen gas sensors, Procedia Engineering, v. 87, рр. 795–802.

4. Molleman B., Alessi E., Krol D., Morton P.A., Daly K. (2022) Application of metal oxide semiconductor for detection of ammonia emissions from agricultural sources, Sensing and Bio-Sensing Research, v. 38, p. 100541.

5. Krishna K.G., Parne S., Pothukanuri N., Kathirvelu V., Gandi S., Joshi D. (2022) Nanostructured metal oxide semiconductor-based gas sensors: A comprehensive review, Sensors and Actuators A: Physical, v. 341, p. 113578.

6. Jemli M., Abdouli B., Khezami L., Ben Rabha M. (2023) Study of porous silicon layer effect in optoelectronics properties of crystalline silicon, Phosphorus, Sulfur, and Silicon and the Related Elements, pp. 1–6.

7. Thomas T., Kumar Y., Ramón J.A.R., Agarwal V., Guzmán S.S., Reshmi R., Sanal, K.C. (2021) Porous silicon/αMoO3 nanohybrid based fast and highly sensitive CO2 gas sensors, Vacuum, v. 184, p. 109983.

8. Khaniyev B., Ibraimov M., Sagidolda Y., Tezekbay Y., Duisebayev T., Tileu A., Khaniyeva A. (2023) The Improved Non-Polar Gas Sensing Performance of Surface-Modified Porous Silicon-Based Gas Sensors, Coatings, v. 13, no. 1, p. 190. 9 Sun X., Sharma P., Parish G., Keating A.( 2021) Enabling high-porosity porous silicon as an electronic material //

9. Microporous and Mesoporous Materials, v. 312, p. 110808.

10. Khaniyev B.A., Sagidolda Y., Dikhanbayev K.K., Tileu A.O., Ibraimov M.K. (2020) High sensitive NH3 sensor based on electrochemically etched porous silicon, Cogent Engineering, v. 7, no. 1, p. 1810880.