Способ изготовления газоаналитического мультисенсорного чипа на основе иерархических наноструктур оксида цинка разработали ученые СГТУ им. Гагарина Ю.А.
Способ изготовления газоаналитического мультисенсорного чипа на основе иерархических наноструктур оксида цинка разработали ученые СГТУ им. Гагарина Ю. А.
Разработка относится к области сенсорной техники и нанотехнологий, в честности, к способам изготовления газовых сенсоров хеморезистивного типа. Такие сенсоры являются дешевыми и простыми в эксплуатации. Они нужны для определения примесей в окружающей атмосфере – в т.ч. горючих газов. Чтобы использовать при изготовлении таких сенсоров синтез оксида цинка и формирования на его основе хеморезистора нужно дорогостоящее оборудование. Существует прототип – способ, в котором слой наноструктурированного компактного слоя оксида цинка формируют электрохимическим осаждением на диэлектрической подложке. При таком осаждении в данном методе структуры оксида цинка растут в первую очередь на электродах чипа, заполняют межэлектродные зазоры и не контролируются.
Разработанный метод позволяет изготавливать газоаналитический мультисенсорный чип на основе слоя оксида цинка и решить эту проблему.
Изготовление делится на три этапа:
1 этап: на фронтальную сторону диэлектрической подложки наносят набор компланарных полосковых электродов из благородного металла – наноструктурный слой оксида цинка и тонкопленочных меандровых нагревателей.
2 этап: подложка отжигается при температуре 300-400°C на воздухе в течение 1-10 мин. Затем подложку помещают в раствор с pH=5,9-7,5, содержащий катионы цинка, прекурсор гидроксогрупп и поверхностно-активные вещества в соотношении 1:1:0,008 и выдерживают при температуре 80-90°C в течение 40-90 мин.
3 этап: в результате на подложке формируют иерархический слой наностержней оксида цинка, который промывают дистиллированной водой и отжигают при температуре 300-400°C в течение 0,5-2 ч.
Способ характеризуется формированием центров роста наностержней оксида цинка, которые обладают адгезионной прочностью к диэлектрической подложке. Для управления плотностью заполнения пространства между полосковыми электродами слоем иерархических структур оксида цинка и размером пор в данном слое последовательность этапов повторяют многократно.
Такой метод позволяет не только детектировать газы – выполнять функцию сенсора, но и идентифицировать их – функционировать как газоанализатор.
Патент: http://www.eapatis.com/Data/EATXT/eapo2020/PDF/201900365.pdf
Источник: www.sstu.ru
Источник: scientificrussia.ru
