Селективное определение газов полупроводниковыми сенсорами Шапошник, Алексей Владимирович

brief description

Шапошник, Алексей Владимирович.
Селективное определение газов полупроводниковыми сенсорами : диссертация ... доктора химических наук : 02.00.02. - Воронеж, 2005. - 280 с. : ил.
Оглавление диссертациидоктор химических наук Шапошник, Алексей Владимирович
Введение.
Глава 1. Металлоксидные газовые сенсоры и их селективность (обзор литературы). ф 1.1. Полупроводниковые сенсоры.
1.2. Адсорбция на поверхности полупроводников.
1.3. Химические процессы на поверхности полупроводниковых сенсоров.
1.4. Модели газочувствительности.
1.5. Влияние природы газочувствительного слоя на селективность.
1.6. Мультисенсорные системы.
1.7. Шумы и автоколебательные процессы в полупроводниковых ® сенсорах.
1.8. Использование мембранных покрытий для повышения селективности.
1.9. Нестационарный температурный режим сенсоров.
1.10. Определение запахов полупроводниковыми сенсорами.
Глава 2. Измерительная установка и методика эксперимента.
2.1. Изготовление сенсоров.
2.2. Общее описание лабораторной установки.
2.3. Методика приготовления газовых смесей.
2.4. Определение сенсорных свойств при фиксированной температуре.
2.5. Определение сенсорных свойств при термосканировании.
2.6. Методика проведения шумовых измерений.
2.6.1. Общие положения.
2.6.2. Конструкция блока измерения шумов.
2.6.3. Конструкция измерительной ячейки.
2.6.4. Расчет спектральной плотности мощности шума.
2.6.5. Оценка погрешности измерений.
2.6.6. Выбор напряжения смещения.
2.6.7. Подготовка образцов к шумовым измерениям.
2.6.8. Методика исследования спектральных характеристик шума сенсора.
2.6.9. Методика исследования статистических характеристик шума сенсора.:.
2.6.10.Методика исследования релаксации шума.
2.6.11.Методика исследования деградации сенсора.
Глава 3. Металлоксидные газочувствительные слои.
3.1. Количественное описание сенсорных свойств.
4 3.2. Газочувствительные слои Sn02.
3.2.1. Общая характеристика Sn02, как сенсорного материала.
3.2.2. Нелегированные слои S11O2. ф 3.2.3. Газочувствительные слои SnCVPd и SnC^-Pt.
3.2.4. Газочувствительные слои SnCVAu-Cu.
3.2.5. Газочувствительные слои SnCVSb-La.
3.3. Газочувствительные слои на основе V2O5 и Nb2Os.
3.3.1. Нелегированные слои У205-ЫЬ205.
3.3.2. Газочувствительный слой X^Os-NI^Os-Pt.
3.4. Газочувствительные слои 1п20з.
3.5. Газочувствительные слои ZnO.
3.6. Селективность и стабильность сенсоров.
Глава 4. Определение газов мультисенсорными системами.
4.1. Подбор сенсоров и особенности представления результатов анализа.
4.2. Обработка данных мультисенсорных систем методом главных компонент.
4.2.1. Понятие главных компонент.
4.2.2. Вычисление главных компонент.
4.2.3. Основные свойства главных компонент.
4.2.4. Представление данных при определении газов «электронным носом» при помощи метода главных компонент.
4.3. Обработка данных с помощью искусственных нейронных сетей.
4.3.1. Нейронные сети и принципы их использования.
4.3.2. Обработка данных «электронного носа» искусственными ^ нейронными сетями.
Глава 5. Низкочастотные шумы в полупроводниковых сенсорах.
5.1. Шумы сенсоров, находящихся в эквирезистивных условиях.
5.1.1. Спектральные характеристики шума сенсоров в эквирезистивных 4 условиях.
5.1.2. Статистические характеристики шума сенсоров в эквирезистивных условиях.
Ф 5.2. Релаксация шума сенсора.
5.3. Влияние легирования на характер шума сенсора.
5.4. Шумы сенсоров, находящихся в различных газовых средах.
5.4.1. Шум сенсоров в нейтральной среде.
5.4.2. Шум сенсоров в воздушной среде.
5.4.3. Шум сенсоров в смеси воздуха с газами-восстановителями.
5.4.4. Зависимость шумовых характеристик сенсоров от концентрации газов-восстановителей.
5.4.5. Влияние хемосорбции на спектральные и статистические характеристики шума.
5.5. Автоколебательные процессы в полупроводниковых сенсорах.
5.5.1. Автоколебания в среде паров этанола.
5.5.2. Автоколебания в среде «воздух + угарный газ».
5.5.3. Термическая модель автоколебательных процессов на поверхности полупроводниковых сенсоров, легированных благородными металлами.
5.6. Селективность полупроводниковых сенсоров при одновременном определении их электрокондуктивных и шумовых характеристик.
5.7. Деградационные процессы в газовых сенсорах и их диагностика.
5.7.1. Шумы в условиях термической деградации.
5.7.2. Шумы при деградации, вызванной высокой концентрацией активного газа.
5.7.3. Шумы при деградации, вызванной протеканием автоколебательного процесса.
Глава 6. Модификация поверхности газочувствительных слоев.
6.1. Селективность сенсоров после нанесения газоразделительных покрытий.
6.1.1. Покрытия на основе полиимидов.
6.1.2. Покрытия на основе полидиметилсилоксанов.
6.1.3. Покрытия на основе NAFION (МФ4-СК).
6.1.4. Покрытия на основе полиперфторстирола и их нанесение методом поверхностной фотополимеризации.
6.1.5. Покрытия на основе тетрафторэтилена и их нанесение методами CVD.
6.1.6. Изменение характеристик сенсоров в результате нанесения мембранных покрытий.
6.2. Селективность сенсоров после нанесения порфиринов.
6.3. Определение газов «электронным носом», состоящим из однотипных сенсоров Sn02-Pd с мембранными покрытиями.
6.4. Определение газов «электронным носом», состоящим из полупроводниковых сенсоров различных типов с мембранными покрытиями.
Глава 7. Термосканирование полупроводниковых сенсоров.
7.1. Особенности динамического нагрева полупроводниковых сенсоров.
7.2. Выбор режима изменения температуры сенсора.
7.3. Определение газов в нестационарном температурном режиме.
7.4. Обработка результатов термосканирования.
Глава 8. Распознавание запахов полупроводниковыми сенсорами.
8.1. Определение запахов мультисенсорной системой.
8.2. Определение запахов термосканированием одиночного сенсора.
Выводы.