Proprietăţile fizico-chimice şi modelele senzorilor în baza semiconductorilor oxidici nanometrici

Abstract

Scopul lucrării constă în obținerea structurilor Au/Al2O3/ZnO, CuO/Cu2O/ZnO:Fe, Au/CuO/Cu2O şi Au/TiO2/CuO/Cu2O prin metode și tehnologii cost-eficiente; identificarea structurilor şi a nanofirelor cu sensibilitate și selectivitate la gaze(H2) şi compuşi organici vilatili (COV) (2-propanol şi etanol), testaţi comparativ şi la alte gaze din categoria COV; obținerea structurilor senzor stabili la umiditatea relativă; detectarea compușilor din componența bateriilor electrice; elaborarea şi propunerea unor modele s senzorilor pe baza structurilor semiconductoare. Obiectivele cercetării: cercetarea proprietăților fizico-chimice, inclusiv senzoriale, ale structurilor de bază de (i) Au/Al2O3/ZnO cu diferite grosimi ale oxidului de aluminiu; (ii) Au/CuO/Cu2O/ZnO:Fe şi cu depunerea polimerului PV; (iii) Au/TiO2/CuO/Cu2O cu diferite grosimi ale oxidului de cupru; (iv) tratamentul în vapori a nanofirelor de ZnO pentru senzori; (v) propunerea unui model de simulare a senzorilor elaboraţi.

The aim of the work: consists in obtaining layered structures Au/Al2O3/ZnO,CuO/Cu2O/ZnO:Fe, Au/CuO/Cu2O and Au/TiO2/CuO/Cu2O, through cost-effective methods and technologies; identification of structures and nanowires with sensitivity and selectivity to gases (H2) and volatile organic compounds (VOCs) (2-propanol and ethanol); obtaining sensor structures stable at relative humidity; detection of compounds from the composition of electrical batteries (C3H6O2, C4H10O2 and LiPF6) with developed layered structures. Research objectives: research on the physico-chemical properties, including sensory, of nano-heterostructures based on: (i) Au/Al2O3/ZnO structures with different thicknesses of aluminum oxide; (ii) Au/CuO/Cu2O/ZnO:Fe and with PV polymer overlayer deposition; (iii) Au/TiO2/CuO/Cu2O with different copper oxide thicknesses; (iv) hydrothermal treatment in vapor of ZnO nanowires to improve sensor performances; (v) proposing a sensor simulation model.

Цель работы заключается в получении Au/Al2O3/ZnO,CuO/Cu2O/ZnO:Fe, Au/CuO/Cu2O и Au/TiO2/CuO/Cu2O с помощью экономичных методов и технологий; идентификация чувствительности и селективности к газам (H2) и летучим органическим соединениям (ЛОС) (2-пропанол и этанол); получение сенсорных наноструктур, устойчивых к относительной влажности; обнаружение соединений в электрических батареях с помощью полупроводниковых оксидных структур. Задачи исследования: исследование физико-химических свойств, в том числе сенсорных, структур на основе: (i) Au/Al2O3/ZnO с различной толщиной оксида алюминия; (ii) Au/CuO/Cu2O/ZnO:Fe и с осаждением полимера; (iii) Au/TiO2/CuO/Cu2O с различной толщиной оксида меди; (iv) обработка паром нанонитей ZnO для наносенсора; (v) предложение модели датчика.