Точково-контактний газовий сенсор

Точково-контактний газовий сенсор, що включає два струмопідводи з розташованою між ними наноструктурою, розмір якої не перевищує довжину вільного пробігу носіїв заряду, який відрізняється тим, що як матеріал наноструктури використовують будь-яку тверду речовину, яка проводить струм. (19) (21) u200705224 (22) 14.05.2007 (24) 10.01.2008 (72) КАМАРЧУК ГЕННАДІЙ ВАСИЛЬОВИЧ, UA, ПОСПЄЛОВ ОЛЕКСАНДР ПЕТРОВИЧ, UA, ЄРЕМЕНКО АНДРІЙ ВІКТОРОВИЧ, UA, ЯНСОН ІГОР КІНДРАТОВИЧ, UA (73) ФІЗИКО-ТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ НИЗЬКИХ ТЕМПЕРАТУР ІМ. Б.І. ВЄРКІНА НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ, UA 3 2. Теоретично рівень вихідного сигналу у вигляді зміни опору обмежений опором одноатомного контакту (2e2/h=12,9кОм). Однак на практиці металеві контакти такого або близького розміру недостатньо стабільні й схильні до необоротного руйнування, що спричиняє вихід сенсора з робочого стану. Внаслідок цього в сенсорних елементах використовують металеві точкові контакти з опором у діапазоні 1,0-50,0Ом, що пов'язано з істотним зниженням чутливості. Корисна модель, що пропонується, спрямований на створення точково-контактного газового сенсора з підвищеною чутливістю й селективністю. Параметр, який реєструється, є пропорційна кількості газу-аналіту зміна опору чутливого елемента за рахунок перерозподілу концентрації носіїв заряду в приповерхніх шарах при вибірковій адсорбції газоподібного аналіту. Технічний результат досягається тим, що в точково-контактному газовому сенсорі, що включає два струмопідводи з розташованою між ними наноструктурою, розмір якої не перевищує довжини вільного пробігу носіїв заряду, в якості матеріалу наноструктури використовують будь-яку тверду речовину, яка проводить струм. Струмопідводи і наноструктура точковоконтактного газового сенсора можуть бути виконані з одного й того ж матеріалу. В якості матеріалу може бути використана будь-яка тверда при нормальних умовах речовина, що проводить струм, у тому числі метал, напівметал, напівпровідник, органічні й неорганічні полімери, кристалічні й аморфні сполуки. Точково-контактний чутливий елемент виготовляють будь-яким методом, прийнятим для виготовлення точкових контактів, у тому числі методом розламних контактів, методом зсуву, методом «голка-ковадло». Так, для виготовлення точкового контакту методом розламних контактів матеріал, який проводить струм, піддають розмірній обробці (механічній, хімічній або електрохімічній, залежно від властивостей цього матеріалу). Метою обробки є створення протяжної тонкої (близько 0,1мм у діаметрі) порівняно з розміром основного матеріалу ділянки. Потім на цій ділянці матеріал механічно розривають, після чого два фрагменти-струмопідводи, які утворились, плавно зводять до виникнення точкового контакту. Діаметр точкового контакту контролюють за його електричним опором, що визначають як опір ділянки ланцюга між двома струмопідводами. Сенсор, що пропонується, працює в такий спосіб. При контакті чутливого елемента з газовою сумішшю, яка аналізується, газоподібний інгредієнт, здатний утворювати більш міцні в порівнянні з іншими інгредієнтами адсорбційні зв'язки, адсорбується на поверхні струмопідводів і точкового контакту. Вибір матеріалу контакту, який проводить струм, забезпечує необхідну селективність. Структура точкового контакту така, що відношення кількості поверхневих атомів до загальної їхньої кількості в контакті максимальне у порівнянні з усіма іншими можливими структурами. Це обумовлює максимально можливі 29104 4 концентраційні зміни носіїв заряду у каналі провідності при адсорбції аналіту і, як наслідок, максимальну чутливість сенсорного пристрою, вихідним сигналом якого є електричний опір. Джерела інформації 1. Y.Im, R.P.Vasquez, С.Lee, N.Myung, R.Penner, and M.Yun, Journal of Physics, 2006, 38, 61. 2. G.V.Kamarchuk, A.P.Pospelov, A.V.Yeremenko, E.C.Faulques, and I.K.Yanson, Europhys. Lett. 2006, 76, 575.