RU2458338C2 - Нанополупроводниковый газовый датчик - Google Patents
Нанополупроводниковый газовый датчик Download PDFInfo
- Publication number
- RU2458338C2 RU2458338C2 RU2010131326/28A RU2010131326A RU2458338C2 RU 2458338 C2 RU2458338 C2 RU 2458338C2 RU 2010131326/28 A RU2010131326/28 A RU 2010131326/28A RU 2010131326 A RU2010131326 A RU 2010131326A RU 2458338 C2 RU2458338 C2 RU 2458338C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sensor
- carbon monoxide
- semiconductor base
- substrate
- nano
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области газового анализа, в частности к детектирующим устройствам для регистрации и измерения содержания оксида углерода. Датчик содержит полупроводниковое основание и подложку. Полупроводниковое основание выполнено из наноразмерной пленки теллурида кадмия. Подложкой служит электродная площадка пьезокварцевого резонатора. Датчик прост по конструкции, технологичен в изготовлении, обеспечивает высокую чувствительность при измерении содержания оксида углерода. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области газового анализа, в частности к детектирующим устройствам, применяемым для регистрации и измерения содержания микропримесей оксида углерода и других газов. Изобретение может быть использовано в экологии.
Известен датчик (детектор) по теплопроводности, действие которого основано на различии теплопроводности паров вещества и газа-носителя (Вяхирев Д.А., Шушукова А.Ф. Руководство по газовой хроматографии. М.: Высш. школа, 1987. - 287 с.).
Однако такой датчик (детектор) чувствителен только к веществам с теплопроводностью, близкой к теплопроводности газа-носителя.
Известен также полупроводниковый газовый датчик на основе оксида индия (In2O3), легированного оксидами щелочных металлов (Vamaura Hiroyuki, Tamaki Jun, Moriya Koji, Miura Norio, Vamazoe Noboru // J. Electrochem. Soc. - 1996. - V.43. N2. P.36-37). Он позволяет детектировать 6,7-0,05 Па СО во влажном воздухе при 300°С.
Недостатком данного устройства является его недостаточная чувствительность для контроля содержания оксида углерода, высокая рабочая температура - 300°С и трудоемкость его изготовления.
Ближайшим техническим решением к изобретению является газовый датчик, состоящий из непроводящей подложки и поликристаллической пленки антимонида индия, легированного селенидом цинка, с нанесенными на ее поверхность металлическими электродами (патент РФ №2206083. М. Кл. 7G 01 №27/12).
Недостатком известного устройства является его недостаточная чувствительность при контроле микропримесей оксида углерода. Кроме того, конструкция датчика предполагает при его изготовлении операции легирования и напыления металлических электродов.
Задачей изобретения является создание датчика, позволяющего, при повышенной чувствительности и технологичности его изготовления, определять содержание микропримесей оксида углерода в газовых смесях при комнатной температуре.
Поставленная задача решена за счет того, что в известном газовом датчике, содержащем полупроводниковое основание и подложку, согласно изобретению, полупроводниковое основание выполнено в виде наноразмерной пленки теллурида кадмия, а подложкой служит электродная площадка пьезокварцевого резонатора.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где представлены на фиг.1 - конструкция заявляемого датчика, на фиг.2 - кривая зависимости величины адсорбции оксида углерода от температуры, на фиг.3 - градуировочная кривая зависимости изменения частоты колебания пьезокварцевого резонатора с нанесенной полупроводниковой наноразмерной пленкой (Δf) в процессе адсорбции при комнатной температуре от начального давления СО (РСО). Последняя наглядно демонстрирует его чувствительность.
Датчик состоит из полупроводникового основания 1, выполненного в виде наноразмерной пленки теллурида кадмия, нанесенной на электродную площадку 2 пьезокварцевого резонатора 3 (фиг.1).
Принцип работы такого датчика основан на адсорбционно-десорбционных процессах, протекающих на полупроводниковой пленке, нанесенной на электродную площадку пьезокварцевого резонатора, и вызывающих изменение его массы, и соответственно, частоты колебаний (Δf).
Работа датчика осуществляется следующим образом.
Датчик помещают в находящуюся при комнатной температуре камеру (ею может быть обычная стеклянная трубка), через которую пропускают (или в которой выдерживают) анализируемый на содержание СО газ. При контакте пропускаемого газа с поверхностью полупроводниковой пленки CdTe происходит избирательная адсорбция молекул СО, увеличение массы композиции «пленка-кварцевый резонатор» и изменение частоты колебания последнего. По величине изменения частоты с помощью градуировочных кривых можно определить содержание оксида углерода в исследуемой среде.
Из анализа приведенной на фиг.3 типичной градуировочной кривой, полученной с помощью заявляемого датчика и выражающей зависимость изменения частоты (Δf) от содержания оксида углерода (РСО), следует: заявляемый датчик позволяет определять содержание оксида углерода с чувствительностью, в несколько раз превышающей чувствительность известных датчиков. Кроме того, существенно упрощается технология изготовления датчика, т.к. отпадает необходимость в легировании и нанесении электродов.
Малые габариты устройства (рабочий объем менее 0,2 см3) в сочетании с малой массой пленки-адсорбента позволяют снизить постоянную датчика по времени до 10-20 мс.
Конструкция заявляемого датчика позволяет также улучшить и другие характеристики: быстродействие, регенерируемость, способность работать не только в статическом, но и динамическом режиме.
Claims (1)
- Датчик оксида углерода, содержащий полупроводниковое основание и подложку, отличающийся тем, что полупроводниковое основание выполнено из наноразмерной пленки теллурида кадмия, а подложкой служит электродная площадка пьезокварцевого резонатора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010131326/28A RU2458338C2 (ru) | 2010-07-26 | 2010-07-26 | Нанополупроводниковый газовый датчик |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010131326/28A RU2458338C2 (ru) | 2010-07-26 | 2010-07-26 | Нанополупроводниковый газовый датчик |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010131326A RU2010131326A (ru) | 2012-02-10 |
RU2458338C2 true RU2458338C2 (ru) | 2012-08-10 |
Family
ID=45853015
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010131326/28A RU2458338C2 (ru) | 2010-07-26 | 2010-07-26 | Нанополупроводниковый газовый датчик |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2458338C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2526226C1 (ru) * | 2013-02-08 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Полупроводниковый газоанализатор |
RU2637791C1 (ru) * | 2016-07-12 | 2017-12-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Полупроводниковый датчик оксида углерода |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2178558C1 (ru) * | 2000-04-20 | 2002-01-20 | Омский государственный технический университет | Газовый датчик |
RU2178559C2 (ru) * | 1999-11-29 | 2002-01-20 | Омский государственный технический университет | Полупроводниковый газовый датчик |
WO2008039165A2 (en) * | 2005-07-20 | 2008-04-03 | Nanomix, Inc. | Carbon dioxide nanosensor, and respiratory co2 monitors |
-
2010
- 2010-07-26 RU RU2010131326/28A patent/RU2458338C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2178559C2 (ru) * | 1999-11-29 | 2002-01-20 | Омский государственный технический университет | Полупроводниковый газовый датчик |
RU2178558C1 (ru) * | 2000-04-20 | 2002-01-20 | Омский государственный технический университет | Газовый датчик |
WO2008039165A2 (en) * | 2005-07-20 | 2008-04-03 | Nanomix, Inc. | Carbon dioxide nanosensor, and respiratory co2 monitors |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2526226C1 (ru) * | 2013-02-08 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Полупроводниковый газоанализатор |
RU2637791C1 (ru) * | 2016-07-12 | 2017-12-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Полупроводниковый датчик оксида углерода |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010131326A (ru) | 2012-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2398219C1 (ru) | Полупроводниковый газоанализатор | |
RU2281485C1 (ru) | Полупроводниковый газовый датчик | |
RU2526225C1 (ru) | Газовый датчик | |
RU2530455C1 (ru) | Нанополупроводниковый газовый датчик | |
RU2565361C1 (ru) | Полупроводниковый газоанализатор угарного газа | |
RU2350936C1 (ru) | Полупроводниковый газоанализатор | |
RU2395799C1 (ru) | Газоанализатор угарного газа | |
RU2422811C1 (ru) | Нанополупроводниковый газовый датчик | |
RU2400737C2 (ru) | Датчик микропримесей аммиака | |
RU2326371C1 (ru) | Датчик угарного газа | |
RU2469300C1 (ru) | Полупроводниковый газоанализатор | |
RU2548049C1 (ru) | Полупроводниковый газоанализатор угарного газа | |
RU2423688C1 (ru) | Нанополупроводниковый газоанализатор | |
RU2458338C2 (ru) | Нанополупроводниковый газовый датчик | |
RU2437087C2 (ru) | Газовый датчик | |
RU2561019C1 (ru) | Полупроводниковый анализатор диоксида азота | |
RU2652646C1 (ru) | Датчик микропримесей аммиака | |
RU2350937C1 (ru) | Датчик оксида углерода | |
RU2613482C1 (ru) | Полупроводниковый датчик аммиака | |
RU2649654C2 (ru) | Датчик угарного газа | |
RU2631010C2 (ru) | Полупроводниковый анализатор оксида углерода | |
RU2603337C1 (ru) | Полупроводниковый газовый датчик микропримесей кислорода | |
RU2700036C1 (ru) | Газоанализатор угарного газа | |
RU2666189C1 (ru) | Датчик угарного газа | |
RU2637791C1 (ru) | Полупроводниковый датчик оксида углерода |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150727 |