Молодые ученые ПГУ разрабатывают сенсоры с высоким быстродействием

07.05.2021 09:51

Коллектив молодых исследователей под руководством доктора технических наук, профессора кафедры «Нано- и микроэлектроника» Политехнического института Пензенского государственного университета Игоря Пронина в рамках Гранта Президента РФ для молодых докторов наук работает над проектом по увеличению быстродействия полупроводниковых сенсоров газов.

В команде научного проекта участвуют ведущие молодые ученые кафедры «Нано- и микроэлектроника»: канд.физ.-матем.наук, доцент Андрей Карманов, старший преподаватель Надежда Якушова, аспирант Александр Сигаев. Проект ученых посвящен решению задач оптимизации сенсорных свойств газочувствительных материалов.

«Газовые сенсоры на основе полупроводниковых оксидов появились в середине двадцатого века. Принцип работы таких приборов достаточно прост — при адсорбции частиц исследуемого газа на пленку чувствительного элемента происходит их переход в заряженное состояние, при этом электрическое сопротивление пленки изменяется», — рассказывает руководитель проекта Игорь Пронин.

Несмотря на то, что сенсоры такого типа изготавливаются более 50 лет, на сегодняшний день отсутствуют приборы с полным набором оптимальных характеристик. Например, чувствительная пленка, состоящая из ультрамелких зерен полупроводника (порядка единиц нанометров), позволяет получить высокий сенсорный ответ — то есть улавливание молекул газа — даже к низким концентрациям исследуемых газов, но скорость этого ответа, к сожалению, будет крайне мала. То есть необходимо некоторое время, в течение которого молекулы газа попадут в объём пористой структуры и тогда датчик «сработает». Это связано с очень малым размером пор в пленке, который, как правило, соизмерим с размером зерна, т.к. скорость проникновения газа в такой газочувствительный слой будет замедлена.

При использовании пленок со структурой крупных зерен будет наблюдаться картина высокой скорости отклика при очень низкой чувствительности, то есть датчику нужна будет высокая концентрация газа в помещении, чтобы «сработать».

«Поэтому для решения этой задачи и, соответственно, оптимизации сенсорных свойств полупроводниковых оксидов мы создаем в материале систему пор, где крупные поры будут служить "магистралями" для подвода и отвода исследуемых газов, а мелкие, окружающие нанозерна, задавать высокий сенсорный ответ. Тем самым будет разработана уникальная «наноархитектура» пленки, которая улучшит существующие параметры работы приборов», — рассказал профессор Пронин.

Проведение научного исследования запланировано на 2021– 2022 годы. Работы выполняются в рамках научного проекта МД-172.2021.4.

 

 

» Последнее в разделе:
18.06.2021 16:15 Аспиранты ПГУ Владимир Антипенко и Тимур Зинченко удостоены стипендии Президента РФ на обучение за рубежом
18.06.2021 15:36 В ПГУ состоялся образовательный семинар по программе «УМНИК»
18.06.2021 15:01 Профессор Мединститута ПГУ Виктор Комаров награжден региональной премией
18.06.2021 13:28 Состоялась прямая линия ЦУР Пензенской области по вопросам поступления в ПГУ с ответственным секретарем приемной комиссии Виталием Соловьевым
18.06.2021 11:05 Поздравляем с юбилеем завкафедрой ВИиО Сергея Белоусова
17.06.2021 13:49 Представители ПГУ приняли участие в обсуждении технологического запроса Научно-технического центра «Газпром нефти»
16.06.2021 16:47 Встреча по вопросу организации работы педагогических классов состоялась в ПГУ
16.06.2021 15:29 Спартакиаду ПГУ — 2020/21 выиграл Мединститут
16.06.2021 15:04 III Межрегиональный фольклорный фестиваль «Купала в Золотаревке» приглашает гостей
16.06.2021 14:45 Проект ПГУ по изучению русского языка и культуры для китайских студентов поддержан грантом Фонда «Русский мир»