Comisia de atestare
Comisia de acreditare
Comisiile de experţi
Dispoziţii, instrucţiuni
Acte normative
PREGĂTIREA CADRELOR
Nomenclator
Instituţii
Consilii
Seminare
Teze		 Conducători de doctorat
Deţinători de grad
Doctoranzi
Postdoctoranzi
CNAA logo

 română | русский | english


Rolul modificărilor structurale și de fază ale oxizilor metalici SnO2 şi In2O3 dopați în formarea proprietăților gazo-sensibile ale senzorilor chemorezistivi


Autor: Boris Iulia
Gradul:doctor în Ştiinţe fizice
Specialitatea: 01.04.10 - Fizica şi ingineria semiconductorilor
Anul:2016
Conducător ştiinţific: Vladimir Brînzari
doctor, conferenţiar cercetător
Instituţia: Universitatea de Stat din Moldova

Statut

Teza a fost susţinută pe 21 decembrie 2015 în CSS
şi aprobată de CNAA pe 25 februarie 2016

Autoreferat

Adobe PDF document – 0.72 Mb / în română
Adobe PDF document – 0.74 Mb / în rusă

Teza

CZU 621.315.592.3

Adobe PDF document 2.55 Mb / în rusă
129 pagini

Cuvinte Cheie

In2O3, SnO2, sol-gel, spray piroliză, dopare, proprietăţi gazo-sensibile, modificări nanostructurale

Adnotare

Teza constă din Întroducere, 4 Capitole, Concluzii generale şi recomandări, 170 Titluri bibliografice, 129 Pagini, 55 Figuri, 3 Tabele. Rezultatele prezentate în teză sunt publicate în 44 lucrări ştiinţifice.

Domeniul de studiu: senzori de gaze.

Scopul şi obiectivele lucrării: cercetarea multilaterală şi comparativă a oxizilor binari în bază de In2O3, şi SnO2 dopaţi cu impurităţi de diferit tip şi valenţă (metale şi nemetale) şi stabilirea rolului dopanţilor în formarea proprietăţilor de senzitivitate la gaze a acestor materiale folosindu-se tehnologiilor sol-gel şi a peliculelor subţiri.

Noutatea şi originalitatea ştiinţifică: în premieră a fost efectuată studierea complexă şi comparativă a prototipurilor senzorilor de gaze mono-electrod în bază de In2O3 şi cu o gamă largă de dopanţi; a fost stabilit efectul formării reciproce a nanoclusterilor atât oxidului de bază, cât şi a oxidului dopantului la doparea SnO2 cu Co, Cu, Fe, Ni în concentraţii mai mari decât limita solubilităţii volumetrice.

Problema ştiinţifică importantă soluţionată: a fost demonstrată posibilitatea de dirijare a proprietăţilor gazo-sensibile a oxizilor metalici pe bază ceramicii In2O3 şi a peliculelor subțire de SnO2 prin doparea lor cu dopanţi de diferit tip și a fost stabilită fizica proprietăţilor structurale și senzorice a acestor dopanţi.

Semnificaţia teoretică: a fost explicat aportul mecanismelor structurale, de adsorbţie şi electronice în amplificarea şi diminuarea proprietăţilor gazo-sensibile în cazul dopării cu diferiţi dopanţi, precum şi legătură lor cu tranziţiile de la solubilitatea volumetrică pînă la sedimentarea într-o fază oxidică atât pentru In2O3, cât şi pentru SnO2.

Valoarea aplicativă: au fost propuse prototipuri ale sensorilor sub formă de pelicule subţiri şi a celor mono-electrod în baza SnO2 şi In2O3 cu caracteristici de exploatare îmbunătăţite şi anume: cu sensibilitate înaltă (In2O3: Ga, P, Cu, Zn), (SnO2: Cu, Co), selectivitate înaltă (In2O3: Cu, P, Mn), stabilitate înaltă (In2O3: Ga, Al, Zn, Fe), cu timp de răspuns şi restabilire mici, cu sensibilitate joasă la umiditate (In2O3: Ga, Al).

Cuprins


1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНЖИНИРИНГА ГАЗОВЫХ СЕНСОРОВ НА ОСНОВЕ ХЕМОРЕЗИСТИВНОГО ЭФФЕКТА. ЛИТЕРТУРНЫЙ ОБЗОР
  • 1.1. Принцип функционирования твёрдотельных хеморезистивных газовых сенсоров
  • 1.2. Факторы, контролирующие параметры газовых сенсоров
  • 1.3. Способы управления параметрами газовых сенсоров
  • 1.3.1. Объёмное легирование
  • 1.3.2. Поверхностное легирование
  • 1.4. Заключение к главе 1

2. МЕТОДЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЕНСОРОВ, ИХ КОНТРОЛЯ И ТЕСТИРОВАНИЯ
  • 2.1. Золь-гель и спрей-пиролиз – основные методы синтеза, осаждения и модификации при формировании исследованных газочувствительных материалов
  • 2.2. Методы структурного и композиционного анализа
  • 2.2.1. Рентгеновская дифракция
  • 2.2.2. Сканирующая электронная спектроскопия
  • 2.2.3. Атомная силовая микроскопия
  • 2.2.4. Рамановская спектроскопия
  • 2.3. Методика контроля электрофизических и газочувствительных свойств сенсоров на основе In2O3 и SnO2
  • 2.4. Заключение к главе 2

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ГАЗОВЫХ СЕНСОРОВ НА ОСНОВЕ КЕРАМИКИ In2O3
  • 3.1. Метод изготовления и структурная характеристика одноэлектродных газовых сенсоров
  • 3.2. Общие газочувствительные свойства одноэлектродных газовых сенсоров на основе In2O3
  • 3.3. Влияние легирования на электрофизические и газочувствительные свойства керамики In2O3
  • 3.4. Структурный анализ керамики In2O3 с помощью рамановской спектроскопии
  • 3.5. Влияние легирования на скорость и селективность газового ответа керамики In2O3
  • 3.6. Влияние влажности воздуха на газовый ответ одноэлектродных газовых сенсоров на основе In2O3
  • 3.7 Оценки порогов чувствительности прототипов одноэлектродных сенсоров на основе In2O3 с различными добавками
  • 3.8. Заключение к главе 3

4. ИЗУЧЕНИЕ ТОНКИХ ПЛЁНОК SnO2, ЛЕГИРОВАННЫХ ПЕРЕХОДНЫМИ МЕТАЛЛАМИ, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ СПРЕЙ-ПИРОЛИЗА
  • 4.1. Закономерности влияния легирования на морфологию плёнок
  • 4.1.1. Влияние легирования на размеры зерна SnO2
  • 4.1.2. Влияние легирования на агломерацию плёнок SnO2
  • 4.2. Тонкие пленки SnO2, легированные кобальтом
  • 4.2.1. Газочувствительные характеристики плёнок SnO2, легированных Co
  • 4.2.2. Морфологические, структурные и электрофизические факторы, влияющие на газочувствительные свойства при легировании Co
  • 4.3. Тонкие пленки SnO2, легированные медью
  • 4.3.1. Газочувствительные характеристики плёнок SnO2, легированных Cu
  • 4.3.2. Морфологические, структурные и электрофизические факторы, влияющие на газочувствительные свойства при легировании Cu
  • 4.3.3. Роль фазового состояния Cu в газочувствительных характеристиках
  • 4.4. Сравнительный анализ чувствительностей и механизмы газового ответа сенсоров на основе SnO2:Co и SnO2:Cu
  • 4.5. Заключение к главе 4

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ