Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ФІЗИКИ НАПІВПРОВІДНИКІВ ім. В.Є. ЛАШКАРЬОВА

УДК 53.04, 53.09, 538.97, 544.72, 62.405.8

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фізико-математичних наук

Електрофізичні властивості багатошарових структур на основі модифікованого пористого кремнію при адсорбції газів

01.04.07 - фізика твердого тіла

Солнцев В'ячеслав Сергійович

Київ - 2010

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова Національної академії наук України

Науковий керівник:

доктор фізико-математичних наук, професор,

член - кореспондент НАН України,

Литовченко Володимир Григорович,

Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України (м. Київ), завідувач відділом

Офіційні опоненти:

доктор фізико-математичних наук, професор

Лепіх Ярослав Ілліч,

Одеський національний університет ім. І. І. Мечникова,

Директор Міжвідомчого науково-навчального фізико_технічного центру МОН і НАН України

кандидат фізико-математичних наук

Литвиненко Сергій Васильович,

Інститут високих технологій Київського національного університету ім. Тараса Шевченка, завідувач лабораторії фізики і техніки напівпровідників

Захист відбудеться ” 17 ” вересня 2010 р. о 14¹⁵ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.199.01 при Інституті фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України за адресою:

03028, м. Київ, пр. Науки, 41.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України (м. Київ, пр. Науки, 45).

Автореферат розісланий ” 5 ” серпня 2010 р.

Вчений секретар

Спеціалізованої вченої ради Д 26. 199.01

кандидат фізико-математичних наук О.Б. Охріменко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. В останній час інтенсивно ведеться пошук та дослідження нових низьковимірних матеріалів, що мають нові корисні фізичні властивості і виготовлення на їх основі багатошарових структур для застосування в якості сенсорів газових середовищ. Одним з таких перспективних матеріалів є пористий кремній (ПК) - матеріал, технологія виготовлення якого достатньо проста, дешева, дозволяє контрольоване варіювання параметрів в широких межах, а також сумісна з кремнієвою інтегральною технологією. Пористий кремній буває у вигляді нанорозмірного матеріалу, який має велику питому поверхню (сотні м²/см³) з високою хімічною активністю, що дає можливість виготовлення високочутливих, селективних та мініатюрних газових хімічних сенсорів.

Сенсори газових середовищ посідають важливе місце серед первинних перетворювачів різного типу. Вимірювання концентрацій різного виду газових молекул, парів води, органічних сполук та біологічних об'єктів в навколишньому середовищі є актуальною задачею для багатьох наукових, промислових та медико-біологічних областей застосування.

Вивчення впливу адсорбції різних газових молекул на електрофізичні властивості багатошарових структур на основі пористого кремнію дозволяє більш широко досліджувати фізичні властивості твердотільних матеріалів для їх практичного застосування в газовій сенсориці. Незважаючи на інтенсивне дослідження електрофізичних властивостей структур з шаром ПК під впливом різних газових середовищ, недостатньо встановлені фізичні механізми адсорбції, методи стабілізації та підвищення селективності таких газочутливих структур.

В даній роботі проведено дослідження впливу адсорбції воднемістких молекул на електрофізичні властивості багатошарових газочутливих структур, сформованих на основі пористого кремнію різних модифікацій, з каталітично-активними Pd та WO₃/Pd електродами. В дисертації досліджено морфологічні особливості структури та складу ПК в залежності від режиму анодного електрохімічного травлення (густина струму, час травлення, хімічний склад електроліту), оптимізовано технологію виготовлення шарів пористого кремнію з добре відтворюваними заданими параметрами (товщина шару, пористість, середній розмір пор, питома площа поверхні). Методом ІЧ-спектроскопії проведено комплексні дослідження зміни хімічного складу поверхні під час росту шару ПК, при окисненні в різних умовах (хімічне, електрохімічне, термічне). Показано, що завдяки модифікації поверхні пористого кремнію можливо отримати чутливі та селективні до сірководню багатошарові структури на його основі. Проведено розрахунок теплоти адсорбції газових молекул та запропоновано фізичну модель процесів при адсорбції для багатошарових газочутливих структур, що враховує особливості використання шару пористого кремнію та каталітично-активних Pd та WO₃/Pd електродів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалася у відповідності до напрямків наукової діяльності Інституту фізики напівпровідників ім. В. Є. Лашкарьова НАН України в період 2003-2009 років у рамках проектів та програм:

- програми Державного фонду фундаментальних досліджень Ф7/274-2001 “Дослідження механізмів каталітичних та адсорбо-електричних ефектів в тонких плівках перехідних металів та оксидів” (2001-2006 рр. № 0101U 006245);

- комплексної програми фундаментальних досліджень НАН України “Дослідження у галузі сенсорних систем та технологій” в рамках наукового проекту “Розробка та дослідження мікроелектронних МДН-газових сенсорів з каталітичним затвором для детектування та вимірів парціального тиску екологічно шкідливих газів акцепторної та донорної дії” НДР (2003-2005 рр. № 0103U 006613);

- проекту Міністерства освіти і науки України за договором М/250-2004 „Електронн-емісійні властивості алмазоподібних та інших діелектричних плівок, їх застосування для цілей вакуумної наноелектроніки” (2004-2006 pp. № 0104U009572);

- комплексної науково-технічна програми “Сенсорні системи для медико-екологічних та промислово-технологічних потреб„ в рамках наукового проекту “Розробка мікроелектронного газового датчику сірководню на основі нанопористих шарів для контролю навколишнього середовища” (2007-2009 рр. № 0107U008524);

- проект УНТЦ 3819 „Дослідження і розробка новітніх мікроелектронних газових сенсорів на наноструктурованих пористих шарах для контролю навколишнього середовища”, 2007-2009 рр.

Метою дисертаційної роботи є встановлення особливостей електрофізичних властивостей багатошарових структур, сформованих на основі модифікованого пористого кремнію, з каталітично-активними електродами при адсорбції воднемістких молекул (H₂, H₂S, H₂O); дослідження морфологічних особливостей структури та хімічного складу ПК від режиму анодного електрохімічного травлення (густина струму, час травлення, хімічний склад електроліту), оптимізація технології формування низьковимірних шарів пористого кремнію з добре відтворюваними заданими параметрами (товщина шару, пористість, середній розмір пор, питома площа поверхні); створення фізичної моделі адсорбції для виготовлених багатошарових структур, яка б враховувала особливості використання шару пористого кремнію та каталітично-активних плівок.

Для досягнення поставленої мети вирішувались такі основні наукові задачі:

- дослідити особливості режимів анодного електрохімічного травлення монокристалічного кремнію для отримання пористого кремнію з добре відтворюваними параметрами, а саме: товщиною, пористістю, розміром пор;

- дослідити особливості зміни мікроструктури та хімічного складу пористого кремнію під час різних обробок та їх вплив на електрофізичні властивості багатошарових структур;

- провести експериментальні дослідження впливу адсорбції водню, сірководню та води на електрофізичні властивості багатошарових газочутливих структур;

- провести модифікацію шарів пористого кремнію за рахунок окиснення і осадження мікрочастинок міді, а також модифікацію каталітично-активних Pd електродів мікрочастинками WO₃ для збільшення газової чутливості та селективності сенсорів на їх основі;

- створити фізичну модель адсорбції, яка дозволяє інтерпретувати отримані експериментальні результати, враховуючи особливості структури та складу багатошарових структур;

- виготовити лабораторний зразок стабільного і селективного газочутливого сенсора сірководню (водню, води) на основі отриманих багатошарових структур.

Об'єкт дослідження: багатошарові газочутливі структури на основі модифікованого пористого кремнію (термічне окиснення, осадження мікрочастинок міді) з каталітично-активними плівками Pd та WO₃/Pd.

Предмет дослідження: електрофізичні властивості багатошарових структур на основі модифікованого пористого кремнію при адсорбції воднемістких молекул.

Для розв'язання поставлених задач та досягнення кінцевої мети дисертаційної роботи було використано такі експериментальні методи:

- профілометричні дослідження;

- гравіметричні вимірювання;

- низькотемпературна адсорбція азоту (БЕТ);

- інфрачервона спектроскопія;

- вторинна іонна мас спектрометрія (ВІМС);

- оптична, електронна (СЕМ) та атомно-силова (АСМ) мікроскопія;

- методи електрофізичних досліджень: вольт-фарадних (C(V)), вольт-амперних (I(V)) та кінетичних (C(t) і I(t)) характеристик.

Крім того, в роботі використовувались технологічні методи:

- метод електрохімічного травлення для виготовлення шарів пористого кремнію;

- метод термічного відпалу плівок в атмосфері кисню та/або інертних газів;

- метод магнетронного розпилення та метод термічного випаровування металу для нанесення металічних електродів.

Використання комплексу сучасних експериментальних методів досліджень, а також аналіз даних за допомогою ЕОМ забезпечують достовірність отриманих результатів.

Наукова новизна отриманих в дисертаційній роботі результатів полягає в наступному:

- показано, що значні зміни хімічного складу шарів пористого кремнію під впливом термічних обробок спостерігається у зразках, відпалених при Т250 ⁰С; методом ІЧ-спектроскопії детально досліджено заміну гідридного (SiH_n) покриття поверхні ПК на оксигідридне (Si-ОH);

- показано, що механізм газової чутливості структур з шаром пористого кремнію при адсорбції водню або сірководню полягає у вбудові додаткового заряду на межу поділу Pd/ПК, а при адсорбції пари води_у виникненні капілярної конденсації молекул H₂O у порах і збільшенні діелектричної проникності ПК;

- досліджено зміни морфології поверхні та хімічного складу шару ПК при електрохімічному осадженні міді і показано, що використання таких шарів в газових сенсорах призводить до підвищення чутливості структур до дії сірководню;

- виготовлено композитні каталітично-активні WO₃/Pd електроди при осаджені мікрочастинками WO₃ на поверхню Pd плівок, що призвело до збільшення селективності багатошарових структур до дії сірководню;

- запропоновано фізичну модель процесу адсорбції H₂, H₂S, H₂O, яка пояснює отримані експериментальні результати з врахуванням особливостей мікроструктури та складу багатошарових структур.

Практичне значення отриманих результатів:

- розроблено режими виготовлення багатошарових структур на основі пористого кремнію з каталітично-активними електродами, що дає можливість дослідження їх електрофізичних властивостей таких структур при адсорбції газів;

- встановлено оптимальні режими термічного окиснення шарів пористого кремнію, при яких відбувається стабілізація електрофізичних властивостей та зберігається чутливість багатошарових структур до адсорбції газів;

- оптимізовано технологічні режими формування шарів ПК з заданими параметрами (товщина шару 0,038 - 30 мкм, пористість 50-70 %, середній розмір пор 2-8 нм, питома площа поверхні 600 м²/г);

- розроблено режими модифікації поверхні пористого кремнію міддю і виготовлення композитних WO₃/Pd електродів з метою підвищення чутливості таких структур до сірководню;

- виготовлено лабораторні зразки сенсорів водню, води та сірководню низьких концентрацій, які працюють при кімнатних температурах.

Особистий внесок здобувача. Основна ідея та напрямок дисертаційних досліджень проведено спільно з науковим керівником. Дисертант брав активну участь у постановці задач, інтерпретації та узагальнені отриманих експериментальних даних, проведенні наукових та технологічних досліджень, підготовці всіх наукових робіт (статей та тез конференцій) до друку. Наведені результати досліджень, отримані автором особисто та у співпраці з колегами по роботі, опубліковані в працях [1 - 23].

В роботах [1, 2, 4-10, 12, 13, 15, 17-23] особистий внесок дисертанта полягає у з'ясуванні особливостей електрофізичних властивостей багатошарових структур при адсорбції воднемістких газів. В роботах [2, 3, 13, 14, 16, 17] проведено оптимізацію технології формування шарів пористого кремнію та детально досліджено його хімічний склад та мікроструктуру. Автором особисто розроблено прототип газоаналізатора, який використовує в якості сенсорного елементу твердотільну багатошарову напівпровідникову структуру [11]. Виявлено зростання селективності багатошарових структур до сірководню завдяки мікрочастинкам міді, [5, 6, 18] вбудованих в шар пористого кремнію, та при використанні композитних WO₃/Pd електродів [7, 10, 22, 23]. Дисертантом особисто були представлені та обговорені роботи [13, 14, 16, 19, 21, 22] на наукових конференціях.

Апробація результатів дисертації. Основні матеріали дисертаційної роботи доповідались та обговорювались на вітчизняних, міжнародних наукових і науково-технічних конференціях:

- „ІХ та Х міжнародна конференція з фізики та технології тонких плівок” (Івано-Франківськ, Україна 2003, 2005);

- Конференція молодих вчених з фізики напівпровідників „Лашкарьовські читання” (Київ, Україна 2003, 2007, 2008);

- ІІІ - V „Міжнародна конференція молодих вчених з прикладної фізики” (Київ, Україна 2003, 2004, 2005);

- „9^th International conference on the formation of semiconductor interfaces”, (Madrid, Spain 2003);

- „Современные инфрмационные и электронные технологии” (СИЕТ-2004), (Одеса, Україна 2004);

- Сенсорна електроніка і мікросистемні технології” (СЕМСТ, Одеса, Україна 2004, 2006, 2008);

- „ІІ Українська наукова конференція з фізики напівпровідників” (УНКФН-2, Чернівці-Вижниця, Україна 2004);

- „The European Material Research Society Conference” (E-MRS 2005 Strasbourg, Е-MRS 2006 Nice, France);

- „III International Conference Micro-nanoelectronics, nanotechnology & MEMs” (Athens, Greece 2007);

- Третя міжнародна науково-практична конференція „Матеріали електронної техніки та сучасні інформаційні технології” (МЕТІЗ-3), (Кременчуг, Україна 2008);

- 6th International Workshop Semiconductor Gas Sensors, (Zakopane, Poland, September 14-19, 2008).

- „ХІІ міжнародна конференція з фізики та технології тонких плівок та наносистем” (Івано-Франківськ, Україна, 18-23 травня, 2009);

Публікації. За результатами дисертаційної роботи опубліковано 23 наукові праці, включаючи 10 статей у вітчизняних і міжнародних фахових реферованих журналах, 12 тез в працях наукових конференцій, 1 патент України на корисну модель.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота викладена на 150 сторінках машинописного тексту і складається зі вступу, 5 розділів, висновків, додатку та списку використаних джерел, який містить 169 посилань, розміщених на 18 сторінках. Робота ілюстрована 37 рисунками та 5 таблицями. Ілюстрації, розміщені на окремих сторінках, займають 4 сторінки.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, проаналізовано наукову новизну та практичне значення роботи. Описано структуру роботи, подано інформацію про особистий внесок автора, апробацію результатів досліджень, наведено обсяг та короткий зміст дисертації за розділами.

У першому розділі проаналізовано основні літературні дані щодо механізму утворення, структурних та електрофізичних досліджень пористого кремнію. Проведений аналіз дозволив окреслити сучасний стан проблеми та сформулювати основні задачі наукових досліджень в даній роботі.

В другому розділі описано технологію виготовлення зразків, методи експериментального дослідження мікроструктури, хімічного складу і методику вивчення особливостей електрофізичних властивостей багатошарових структур при адсорбції газів.

Вихідні плівки пористого кремнію отримували методом анодного електрохімічного травлення монокристалічних пластин кремнію р-типу з питомим опором 10 Омсм (КДБ 10) та орієнтацією поверхні (100). Після виготовлення зразки з шаром ПК просушувалися в потоці інертного газу. Потім формувалися багатошарові структури конденсаторного типу - метал/ПК/кремній, шляхом нанесення металічних плівок за допомогою магнетронного розпилення та термічного вакуумного випаровування.

З метою модифікації властивостей багатошарових структур, у плівку пористого кремнію методом електрохімічного осадження вводилися мікрочастинки міді, а також були модифіковані каталітично-активні Pd електроди шляхом нанесення мікрочастинок триоксиду вольфраму методом термічного випаровування.

Представлено характеристики використаних методів дослідження хімічного складу, мікроструктури та морфології поверхні ПК, а також каталітичних електродів. Детально розглянуто особливості розробленої автоматизованої газо-аналітичної установки для дослідження впливу процесів адсорбції газів на електрофізичні характеристики багатошарових структур. Наведено методику дослідження електрофізичних властивостей за допомогою вимірювання С(V), І(V), С(t), І(t) характеристик.

Третій розділ дисертації присвячений дослідженню властивостей шарів пористого кремнію, і сформованих на їх основі, багатошарових структур. Метою проведених досліджень було визначення технологічних режимів отримання зразків ПК з оптимальними параметрами та проведення термічних обробок, які забезпечують формування багатошарової газочутливої структури з максимальною чутливістю до адсорбції воднемістких газів.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Внаслідок експериментального дослідження залежності товщини росту плівки ПК від часу травлення для різних значень густин струму було показано, що в досліджуваному діапазоні товщина плівки збільшується лінійно і швидкість росту зростає прямо пропорційно до збільшення анодного струму в досліджуваному діапазоні, що свідчить про незмінність механізму травлення Si (рис. 1.). Показано, що у використаних режимах можливо отримати відтворювані шари пористого кремнію в значному діапазоні товщин (від 38 нм до 42 µм), пористості (50-80 %) та з середнім розміром пор 2-8 нм.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Методом низькотемпературної адсорбції/десорбції газу Бранауєра-Еммета-Тейлора (БЕТ) отримано експериментальну залежність середнього розміру пор від питомої площі поверхні шару пористого кремнію. Встановлено, що шари ПК в оптимальному режимі мають розмір 2-8 нм, пористість 70 % та питому площу поверхні більше 500 м²/г (рис. 2.).

Методом електронної та атомно-силової мікроскопії досліджено морфологію поверхні та відколу шарів пористого кремнію. За даними СЕМ поверхня шару ПК має хвилясту структуру. При дослідженні відколу зразків ПК/кремній показало, що межа поділу ПК/кремній є рівномірно гладкою, а шар ПК однорідний по всій товщині (рис.3.).

Методами ІЧ-спектроскопії та вторинної іонної мас спектрометрії (TOF SIMS, SNMS) досліджено особливості хімічного складу ПК.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

На рис. 4. зображено ІЧ-спектри шарів пористого кремнію в залежності від товщини шару ПК. Встановлено, що поверхня пористого кремнію повністю вкрита SiH_n, SiO_x, SiF, CH, SiOH групами, більшість ліній реєструється у спектрах усіх зразків. Пік на частоті 620 см^-1 відповідає валентним коливанням зв'язків Si-Si, Si-H (660 см^-1) та Si-H₂ (668 см^-1) - деформаційним гідридним коливанням. На частотах 1000-1300 см^-1 проявляються смуги, яким відповідають “місткові” зв'язки Si-O-Si, а також спостерігається поглинання на частоті 480 см^-1. В плечах піка Si-H₂ (906 см^-1) знаходяться смуги поглинань на частотах 850 та 950 см^-1, що відноситься до зв'язків типу O-Si-O в тонкому шарі SiO₂. Повна ідентифікація смуг поглинання в діапазоні 400-1300 см^-1 дуже ускладнена. Труднощі пов'язані з великою кількістю мод, розташованих в цій області, і можливою взаємодією між ними. Це призводить, відповідно, до сильного перекриття між лініями з різною амплітудою та до їх частотного зсуву. На частоті 980 см^-1 реєструється пік, який пов'язаний з поверхневою групою Si-F. В області валентних гідридних коливань, в діапазоні хвильових чисел 2000_2300 см^-1, спостерігається сильне поглинання на зв'язках Si-H (2078 см^-1), Si-H₂ (2112 см^-1) та Si-H₃ (2142 см^-1) поверхневих груп. Поява в спектрах зразка O_n_SiH поверхневих груп свідчить про те, що із збільшенням товщини пористого шару одночасно відбувається і його часткове окиснення. Поглинання в діапазоні 2800-2900 см^-1 пов'язані з вуглеводневими СН_n групами, які адсорбуються поверхнею ПК після виготовлення з атмосфери. Незначне поглинання відбувається в області гідроксильних груп на частоті 3000 -3800 см^_1, однак через їх незначну кількість поверхня свіжих зразків ПК проявляє гідрофобні властивості.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Проведені дослідження хімічного складу нанопористого кремнію методом вторинної іонної мас спектрометрії підтверджують дані ІЧ-поглинання. Зокрема виявлено, що для шарів ПК характерний рівномірний розподіл хімічних елементів по глибині. Хімічні елементи C, CH, OH мають деякий максимум на поверхні і рівномірний спад у глибину пористого кремнію, що пов'язано з адсорбцією даних молекул з навколишнього середовища після виготовлення зразків.

Хімічний склад ПК під дією навколишнього середовища змінюється з часом, що приводить до деградації електрофізичних, оптичних та інших характеристик, як самого ПК, так і виготовлених на його основі багатошарових сенсорних структур. Тому для підвищення часової стабільності електрофізичних характеристик газочутливих структур було проведено ряд експериментів по дослідженню змін хімічного складу поверхні ПК під дією термічних відпалів в діапазоні температур 150600 С методом ІЧ-спектроскопії. Найсуттєвіші зміни в ІЧ-спектрах спостерігаються в діапазоні коливань SiH_n та Si-O-Si зв'язків. Такі зміни свідчать про інтенсивні процеси окиснення поверхні пористого кремнію.

Методом ВАХ та ВФХ проведено дослідження механізмів струмопереносу в системі метал/ПК/кремній зразків з шаром ПК при різних ступенях окиснення, а також вплив адсорбованих молекул водню на дані структури. Виявлено, що в структурах з шаром ПК, відпаленого при температурах 150450С, механізм струмопровідності відповідає неідеальному бар'єру Шотткі, а в структурах з шаром ПК, відпаленого при Т450С, механізм струмопровідності відбувається завдяки тунелюванню носіїв заряду між Si включеннями в шарі ПК.

Дослідження впливу адсорбції газів на електрофізичні властивості багатошарових структур показали, що для структур з бар'єром Шотткі необхідно використовувати метод ВАХ (зміна висоти потенційного бар'єру), а в той час як для структур з тунелюванням носіїв заряду краще здійснювати вимірювання методом ВФХ (зміна ємності плоских зон).

На основі проведених досліджень було оптимізовано процес формування та режими отримання стабілізованих шарів пористого кремнію з відтворюваними параметрами, що дало змогу збільшити газову чутливість виготовлених багатошарових структур до адсорбції H₂, H₂S, H₂O молекул.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Четвертий розділ присвячений дослідженню електрофізичних властивостей багатошарових структур з шаром термічно окисненого пористого кремнію при адсорбції низьких концентрацій молекул водню, сірководню та води в атмосфері азоту або повітря при кімнатній температурі.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Методом ВФХ отримані кінетичні залежності зміни вихідного сигналу зразка під впливом адсорбованих молекул газів різних концентрацій (рис. 5., рис. 6.) та побудовані ізотерми адсорбції. Встановлено, що Pd-ПК-Si структури проявляють підвищену чутливість до воднемістких молекул газів. Запропонована фізична модель адсорбції H₂, H₂S, H₂O, яка пояснює характер ізотерм адсорбції та кінетичних залежностей сигналу відгуку багатошарових структур при адсорбції газів.

Використовуючи експериментально отримані ізотерми адсорбції газів, проведено розрахунок теплоти адсорбції для молекул водню (0,096 еВ) та для сірководню (0,084 еВ).

Отримані значення теплоти адсорбції газів вказують на механізм фізичної адсорбції в досліджуваному діапазоні концентрації газів для багатошарових газочутливих структур.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

При досліджені впливу пари води на електрофізичні властивості багатошарових структур виявлено чутливість даних структур до в діапазоні відносної вологості 10 - 90 % (рис. 7.). Показано, що дані структури мають лінійну залежність сигналу відгуку від відносної вологи з двома нахилами при низьких та високих концентраціях молекул води. Це пов'язано з різними механізмами адсорбції вологи в порах. Наприклад, спочатку заповнюються адсорбованими молекулами пори меншого розміру (мікропори розміром менше 2 нм повільно адсорбують та десорбують вологу завдяки низької швидкості дифузії молекул), а потім -пори більшого розміру. Використано модифікований метод адсорбційно-ємністної порометрії для розрахунку параметрів шару ПК: загальної пористості (р=0,78) і величини ступеня зв'язності пор (= 0,092), який показує, що пори в плівці ПК в основному ізольовані.

На основі аналізу отриманих експериментальних даних, запропоновано модель фізичних процесів при адсорбції воднемістких молекул в багатошарових структурах на основі пористого кремнію, модифікованого в результаті термічних обробок з каталітично-активним Pd електродами. Фізичний механізм адсорбції газових молекул (H₂, H₂S) полягає у перерозподілі зарядів на межі поділу метал/ПК, в той же час як механізм адсорбції води - в капілярній конденсації молекул H₂О в порах плівки ПК та збільшенні ефективної діелектричної проникності пористого кремнію.

Проведені дослідження показали, що ефективність адсорбції газів в багатошарових структурах на основі модифікованого пористого кремнію залежить від оптимального вибору ПК з заданою мікроструктурою та хімічним складом поверхні. Для кожного діапазону концентрацій молекул газів необхідний ПК з визначеною структурою, відхилення від якої може призвести до зменшення газової чутливості даних структур.

П'ятий розділ присвячений дослідженню електрофізичних властивостей багатошарових структур з шаром пористого кремнію, модифікованого мікрочастинками міді та паладієвими електродами, з осадженими на поверхню мікрочастинками триоксиду вольфраму при адсорбції низьких концентрацій сірководню, при кімнатній температурі.

Методом скануючої електронної та атомно-силової мікроскопії досліджено мікроструктуру каталітично-активних шарів Cu/ПК та WO₃/Pd. Проведені дослідження показали, що частинки міді на поверхні ПК складаються з мікроагрегатів розмірами 0,1-0,2 та 0,5-1,2 мкм, які, в свою чергу, складаються з менших мікрочастинок розміром (30-50 нм). Мікрочастинки WO₃, осаджені на паладієву плівку методом термічного випаровування з підокисленої вольфрамової спіралі, мали середній розмір частинок 0,3 мкм, а відстань між ними становила 1-2 мкм.

Методом вторинної іонної мас-спектрометрії (SNMS) досліджено розподіл хімічних елементів по глибині та виявлено, що розподіл мікрочастинок міді по глибині ПК має характерний максимум на поверхні пористого кремнію і рівномірний спад по глибині пор. Дослідження модифікованих каталітичних електродів показало, що мікрочастинки WO₃ знаходяться в основному на поверхні Pd електроду.

Електрофізичні властивості багатошарових структур з мікрочастинками міді вивчались методом ВАХ. Досліджувались зразки з Al та Pd електродом. Зміну вольт-амперних та кінетичних характеристик (рис. 8.) при адсорбції сірководню зумовлена хімічною взаємодією адсорбованих молекул газу з мікрочастинками міді в ПК, що призводить до збільшення потенційного бар'єру Шотткі-подібних структур. Фаза CuS, яка утворюється на поверхні ПК при адсорбції сірководню, отруює газочутливі структури. Таким чином, недоліком даних зразків є невелика кількість циклів роботи з сірководнем, але, завдяки використанню Al електроду, дані структури можливо застосовувати, як дешеві датчики сигнального типу.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Для підвищення газової чутливості та збільшення кількості циклів роботи багатошарових газочутливих структур, як каталітично-активних електродів було застосовано розроблені композитні паладій-триоксид вольфрамові (WO₃/Pd) плівки. В цьому випадку спостерігається значне зростання газової чутливості до сірководню в діапазоні 1-50 ppm багатошарових структур на основі ПК при кімнатних температурах (рис. 9.).

Отримані експериментальні результати дають можливість запропонувати механізми одно- або двостадійних процесів адсорбції сірководню в таких структурах.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

(1)

(2)

(3)

(4)

При одностадійному процесі молекули сірководню відновлюють мікрочастинки WO₃ до W (1) з утворенням молекул води. При двостадійному процесі адсорбції молекули сірководню взаємодіють з мікрочастинками WO₃ та дисоціюють на атоми водню та гідроксил сірки (2). На другій стадії відбувається взаємодія між адсорбованими молекулами кисню та радикалами HS^-. В першому випадку в результаті взаємодії гідрида сірки та кисню утворюється ОН група (3), а в другому - утворюється молекула води (4). Таким чином, механізм адсорбції сірководню багатошарових структур з композитним WO₃/Pd електродом полягає в утворені молекул Н₂О або ОН груп, що, в свою чергу призводить до зміни діелектричної проникності шару ПК. Виготовлені структури витримують до 100 циклів без значної деградації електричних параметрів.

В результаті проведених досліджень було показано, що структури на основі пористого кремнію з каталітично-активним композитним WO₃/Pd електродом проявляють підвищену чутливість та селективність до адсорбції сірководню.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ТА ВИСНОВКИ

В дисертаційній роботі проведено комплексне дослідження зміни електрофізичних властивостей багатошарових структур, сформованих на основі пористого кремнію при адсорбції воднемістких молекул (H₂, H₂S, Н₂О) низьких концентрацій з каталітично-активними плівками при кімнатній температурі.

До найбільш важливих наукових результатів роботи належать наступні:

1 Запропоновано модель фізичних процесів при адсорбції в багатошарових твердотільних структурах, сформованих на основі модифікованого пористого кремнію з каталітично-активними плівками.

2 Проведено комплексне дослідження процесу термічного окиснення шарів пористого кремнію в температурному діапазоні 150-600 ⁰С, що дало можливість сформувати шар пористого з стабільними електричними характеристиками.

3 Визначена теплота адсорбції для молекул водню та сірководню, яка складає 0,096 та 0,084 еВ, відповідно. Значення отриманих енергій адсорбції вказують на можливий механізм фізичної адсорбції в досліджуваному діапазоні концентрацій газів на багатошарових газочутливих структурах. Застосовуючи метод адсорбоємнісної порометрії, був проведений розрахунок параметрів пористого шару: пористість (р = 78 %) та коефіцієнт зв'язності пор (к = 0,092), що добре узгоджується зі значеннями, отриманими незалежними методами (гравіметрії та БЕТ).

4 Теоретичний аналіз ізотерм адсорбції водню та сірководню показав, що адсорбція газів відбувається за двома можливими механізмами. А саме було встановлено, що при адсорбції водню ступінь заповнення поверхні в залежності від тиску відповідає закону дисоціативної адсорбції (Q_i P^1/2). Аналіз ізотерм адсорбції сірководню показав, що в цьому випадку, ступінь заповнення поверхні в залежності від тиску відповідає лінійному бездисоціативному закону (Q_i P), характерному для молекулярної адсорбції газу.

5 Запропонована фізична модель процесів адсорбції, яка пояснює характер ізотерм адсорбції і змін кінетичних характеристик: (1) адсорбція молекул (H₂, H₂S) призводить до перерозподілу зарядів на межі поділу метал/ПК, а механізм адсорбції води полягає в капілярній конденсації молекул води в порах плівки ПК та збільшенні ефективної діелектричної проникності пористого кремнію.

6 Вперше показано, що використовуючи структури з активованим шаром пористого кремнію, в який були осаджені мікрочастинки міді, з розмірами від нано до мікрометрів (0,1 - 1,2 мкм), або композитні Pd електроди з мікрочастинками WO₃ (0,3 - 0,7 мкм) на поверхні, стає можливим сенсибілізувати газочутливі структури і отримати зразки з підвищеною чутливістю та селективністю до адсорбції молекул сірководню. Запропонована модель фізичних процесів при адсорбції сірководню на багатошарових структурах з модифікованим шаром ПК атомами міді та з композитними WO₃/Pd електродами.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1 Mechanism of hydrogen, oxygen and humidity sensing by Cu/Pd-porous silicon-silicon structures / Litovchenko V.G., Gorbanyuk T.I., Solntsev V.S., Evtukh A.A. // Applied Surface Science. - 2004. - V. 234. - P. 262-267.

2 Т.І. Горбанюк. Структура та властивості поруватого кремнію, що утворюється при електрохімічному розчиненні монокристала / Т.І. Горбанюк, В.С. Солнцев // Хімія, фізика та технологія поверхні. - 2004. - № 10. - C. 65-68.

3 Porous silicon microstructure and composition characterization depending on the formation conditions / T.I. Gorbanyuk, A.A. Evtukh, V.G. Litovchenko, V.S. Solntsev // Thin Solid Films. - 2006. - V. 495. - P. 134-138.

4 Адсорбція воднемістких молекул в багатошарових структурах з плівками пористого кремнію та паладію / В.Г. Литовченко, Т.І. Горбанюк, А.А. Євтух, Є.М. Пахлов, В.С. Солнцев // Фізика і хімія твердого тіла. - 2006. -№1. - C. 60_66.

5 Nanoporous silicon doped by Cu for gas-sensing applications / T.I. Gorbanyuk, A.A. Evtukh, V.G. Litovchenko and V.S. Solntsev // Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures.- 2007. - Vol. 38, Is. 1-2. - P. 211-214.

6 Газочутливість структур з шаром пористого кремнію модифікованого металом / А.А. Євтух, Т.І. Горбанюк, Д. Данилюк, В.Г. Литовченко, В.С. Солнцев, Г.В. Кузнецов, В.А. Скришевський, Г.І. Циганова. // Сенсорна електроніка та мікросистемі технології. - 2008. - №3. - C.45-53.

7 Modified MIS-structure based on nanoporous silicon with enhanced sensitivity to hydrogen containing gases / T.I. Gorbanyuk, A.A. Evtukh, V.G. Litovchenko and V.S. Solntsev // Phys. stat. sol. (c). - 2008. - Vol. 5, No. 12. - P. 3655-3657.

8 Influence of H₂S and H₂ adsorption on characteristics of MIS structures with Si porous layers / V.S. Solntsev, V.G. Litovchenko, T.I. Gorbanyuk, A.A. Evtukh. // Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics. - 2008. - Vol. 11, N 4. - P. 381-384.

9 V.G. Litovchenko. Sensing effects in the nanostructured systems V.G. Litovchenko, V.S. Solntsev. // Proceedings of the NATO Advanced Research Workshop on Electron Transport in Nanosystems. - 2008. - Vol. XXII. - P.373-382.

10 MIS gas sensors based on porous silicon with Pd and WO₃/Pd electrodes / V.S. Solntsev, T.I. Gorbanyuk, A.A. Evtukh, V.G. Litovchenko. // Thin Solid Films.- 2009. - Vol. 517, Is. 22.- P.6202 - 6205.

11 Патент України на корисну модель № 25783, МПК (2006) G01N 27/12, G01N27/22. Спосіб виготовлення напівпровідникового газового датчика, чутливого до сірководню / В.Г. Литовченко, Т.І. Горбанюк, А.А. Євтух, В.С. Солнцев.; заявник та власник патенту Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України. - № u 2007 02645; заявл. 13.03.07; опубл. 27.08.07, Бюл. №13.

12 Адсорбційні процеси на поверхні каталітично активних тонких плівок Pd та Cu/Pd: матеріали ІХ міжнародної конференції з Фізики та технології тонких плівок [МКФТТП - ІХ], (Івано-Франківськ, Україна, 19-24 травня 2003р.) / За заг. ред. д.х.н., проф. Фреїка Д.М. - Івано-Франківськ: Місто НВ, 2003. - С. 87.

13 Дослідження впливу структури пористого кремнію на поверхневі реакції при адсорбції та десорбції різних газів: тези доповідей Всеукраїнської конференції молодих вчених з актуальних питань хімії, (Київ, Україна, 26 - 30 травня 2003 р.) / Інститут хімії поверхні НАН України. - К. : Інститут хімії поверхні НАН України. - С. 69.

14 Умови формування шару пористого кремнію та виготовлення на його основі газочутливої структури : збірник тез Лашкарьовські читання для молодих вчених, присвяченні 100-річчю з дня народження академіка В.Є.Лашкарьова, (Київ, Україна, 26-28 травня 2003р.) / Інститут фізики напівпровідників ім. В. Є. Лашкарьова НАН України. К. : Відділ оптичних та оптоелектронних реєструючих середовищ Інституту фізики напівпровідників ім. В. Є. Лашкарьова НАН України, 2003. C. 65.

15 Сенсоры водорода и кислорода на основе Pd-(porSi)-Si структур: материалы пятой международной научно-практической конференции Современные информационные и электронные технологии [СИЕТ-2004], (Одесса, Украина, 17-21 мая, 2004г.) / Одесский национальный политехнический университет. - Одесса.: ДП «Нептун -Технология», 2004. - С. 103.

16 Модифікація складу нанопористого кремнію при термічних відпалах та процесах старіння: тези доповідей ІІ Української наукової конференції з фізики напівпровідників [УНКФН-2], (Чернівці-Вижниця, Україна, 20-24 вересня, 2004р) / Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича. - Чернівці: Рута, 2004. - с.128.

17 Вплив хімічного складу поверхні нанопористого кремнію на адсорбційні властивості Pd-МДН-структур: матеріали Х міжнародної конференції з Фізики та технології тонких плівок [МКФТТП - Х], (Івано-Франківськ, Україна, 16-21 травня, 2005р.) / За заг. ред. д.х.н., проф. Фреїка Д.М. - Івано-Франківськ: Місто НВ, 2005. - С. 73.

18 Enhanced sensitivity of MIS gas sensors with nanostructured surface: матеріали 2-ї міжнародної конференції Сенсорна електроніка і мікросистемні технології [СЕМСТ-2], (Одеса, Україна, 1-5 червня 2006) / Одеський національний університет. - Одеса: Астопринт, 2006. - С. 98.

19 Адсорбційні властивості газочутливого МДН сенсора на основі пористого кремнію: матеріали коференції молодих вчених [“Лашкарьовські читання 2007”], (Київ, 2526 квіт. 2007 р.) / Інститут фізики напівпровідників ім. В. Є. Лашкарьова НАН України. К. : Відділ оптичних та оптоелектронних реєструючих середовищ Інституту фізики напівпровідників ім. В. Є. Лашкарьова НАН України, 2007. C. 69.

20 Коадсорбція H2S та H2O на поверхні нанопористих шарів кремнію з полімерами: матеріали 3-ї міжнародної конференції Сенсорна електроніка і мікросистемні технології [СЕМСТ-3], (Одеса, Україна, 2-6 червня 2008) / Одеський національний університет. - Одеса: Астопринт, 2008. - С. 82.

21 Адсорбоелектричний ефект в шаруватих напівпровідникових структурах: матеріали коференції молодих вчених [“Лашкарьовські читання 2008”], (Київ, Україна, 21-23 квітня 2008 р.) / Інститут фізики напівпровідників ім. В. Є. Лашкарьова НАН України. К. : Відділ оптичних та оптоелектронних реєструючих середовищ Інституту фізики напівпровідників ім. В. Є. Лашкарьова НАН України, 2008. C. 117.

22 MIS gas sensors based on porous silicon with Pd and WO3/Pd electrodes: Abstract of 6th International Workshop Semiconductor Gas Sensors 2008 [SGS - 2008], (Zakopane, Poland, September 14-19, 2008) / Silesian University of Technology. - Gliwice.: Silesian University of Technology, 2008. - P.61.

23 Адсорбційні сенсори з нанорозмірними поверхневими каталізаторами: матеріали ХІІ міжнародної конференції з Фізики та технології тонких плівок та наносистем [МКФТТПН - ХІІ], (Івано-Франківськ, Україна, 18-23 травня, 2009р.) / За заг. ред. д.х.н., проф. Фреїка Д.М. - Івано-Франківськ: Видавництво «Плай» ЦІТ Прикарпатського національного університету імені Василя Стефаника, 2009. - С. 325.

АНОТАЦІЯ

Солнцев В.С. Електрофізичні властивості багатошарових структур на основі модифікованого пористого кремнію при адсорбції газів.-Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.07 - фізика твердого тіла. Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України. - Київ, 2010.

Дисертація присвячена дослідженню електрофізичних властивостей багатошарових структур на основі пористого кремнію при адсорбції воднемістких газів (H₂, H₂S, Н₂О), і впливу модифікації пористого кремнію мікрочастинками міді та каталітично-активних Pd електродів мікрочастинками WO₃ на властивості таких структур.

В даній роботі проведено дослідження впливу адсорбції воднемістких молекул на електрофізичні властивості багатошарових газочутливих структур, сформованих на основі пористого кремнію (ПК) різних модифікацій, з каталітично-активними Pd та Pd/WO₃ електродами. В дисертації досліджено морфологічні особливості структури та складу ПК в залежності від режиму анодного електрохімічного травлення (густина струму, час травлення, хімічний склад електроліту), оптимізовано технологію формування шарів пористого кремнію з добре відтворюваними заданими параметрами (товщина шару від 38 нм до 42 µм, пористість50-80 %, середній розмір пор 2-8 нм, питома площа поверхні 400-600 м²/см³). Методом ІЧ-спектроскопії проведено комплексні дослідження зміни хімічного складу поверхні ПК різної товщини та окисненного в різних умовах (хімічне, електрохімічне, термічне). Процеси термічного окиснення шарів пористого кремнію в температурному діапазоні 150-600 ⁰С, що дали можливість визначити режими утворення шарів пористого кремнію зі стабілізованими електричними характеристиками. Показано, що модифікація поверхні пористого кремнію приводить до підвищення чутливості та селективні до сірководню багатошарових структур на його основі. Визначена теплота адсорбції для молекул водню та сірководню, яка складає 0,096 та 0,084 еВ, відповідно. Значення енергій вказують на механізм фізичної адсорбції в досліджуваному діапазоні концентрацій газів для багатошарових газочутливих структур. Застосовуючи метод адсорбоємнісної порометрії, проведено розрахунок параметрів пористого шару: пористість (р = 78 %) та коефіцієнт зв'язності пор (к = 0,092), що добре узгоджується зі значеннями, отриманими незалежними методами (гравіметрії, БЕТ). Запропоновано модель фізичних процесів при адсорбції газів на багатошарових газочутливих структурах, яка враховує особливості мікроструктури шару пористого кремнію, модифікованого в результаті термічного окиснення, осадження мікрочастинок міді на поверхню ПК, а також та каталітично - активних Pd і Pd/WO₃ електродів. Виготовлено лабораторний зразок сенсора водню, води та сірководню.

Ключові слова: пористий кремній, адсорбційні явища, каталітично-активні Pd та композитні WO₃/Pd електроди, процес електрохімічного травлення, газові сенсори на воднемісткі молекули (водень, вода, сірководень).

АННОТАЦИЯ

Солнцев В.С. Электрофизические свойства многослойных структур на основе модифицированного пористого кремния при адсорбции газов. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.07 - физика твердого тела. - Институт физики полупроводников им. В. Е. Лашкарьова НАН Украины. - Киев, 2010.

Диссертация посвящена исследованию электрофизических свойств многослойных структур на основе пористого кремния при адсорбции водородосодержащих газов (H₂, H₂S, Н₂О), а также влиянию модификации пористого кремния микрочастицами меди и каталитически-активных Pd электродов микрочастицами WO₃ на адсорбоэлектрические свойства таких структур.

В диссертации исследовано морфологические особенности структуры и состава ПК в зависимости от режима анодного электрохимического травления (плотность тока, время травления, химический состав электролита), оптимизировано технологию получения слоев пористого кремния с хорошо воспроизводимыми параметрами (толщина слоя, пористость, средний размер пор, величина удельной поверхности). Показано, что в принятых режимах можно получить слои пористого кремния в широком диапазоне толщин (от 38 нм до 42 µм), пористостью (50-80 %) и средним размером пор 2-8 нм.

Методом ИК-спектроскопии проведено комплексные исследования изменения химического состава поверхности во время роста слоя ПК, а также под действием термических обработок. Показано, что значительные изменения химического состава слоев пористого кремния наблюдаются у образцов, отожженных при температурах выше Т=250 ⁰С за счет гидролиза водорода с кислородом на поверхности ПК и изменения гидридного (SiH_n) покрытия на оксигидридное (Si-ОH).

Методом ВАХ и ВФХ произведены исследования механизма токапереноса в системе метал/ПК/кремний при различных степенях окисления, а также влияние молекул водовода на данные структуры. Выявлено, что в структурах с слоем ПК отожженного при температурах в диапазоне 150450С, механизм токапереноса отвечает неидеальному барьеру Шоттки, а в структурах с слоем ПК, отожженного при Т450С, механизм токапереноса происходит за счет туннелирования носителей заряда между Si включениями в слое ПК.

Исследования влияния адсорбции газов на электрофизические свойства многослойных структур показали, что для структур с барьером Шоттки необходимо использовать метод ВАХ (для фиксирования изменения высоты потенциального барьера), а для структур с туннелированием носителей заряда лучше производить измерения методом ВФХ (для фиксации изменения ёмкости плоских зон).

Теоретический анализ изотерм адсорбции водорода и сероводорода показал, что адсорбция газов происходит по двум механизмам. А именно, было установлено, что при адсорбции водорода степень заполнения поверхности от давления соответствует закону диссоциативной адсорбции (Q_i P^1/2). Анализ изотерм адсорбции сероводорода показал, что в этом случае степень заполнения поверхности от давления соответствует линейному бездиссоциативному закону (Q_i P), характерному для молекулярной адсорбции газа.

Определена теплота адсорбции для молекул водорода и сероводорода, которая составляет небольшие значения 0,096 и 0,084 еВ, соответственно. Значения энергий указывают на механизм физической адсорбции в исследованном диапазоне концентрации газа для многослойных газочувствительных структур. Используя метод адсорбоемкостной порометрии, был проведен расчет параметров пористого слоя: пористость (р = 78 %) и коэффициент связности пор (к = 0,092), что хорошо согласуется с значениями, полученными независимыми методами (гравиметрия, ВЕТ).

Предложена физическая модель процессов адсорбции, которая объясняет характер изотерм адсорбции и изменения кинетических характеристик, как результат действия двух механизмов: (1) дисоциативной адсорбции водородсодержащих молекул на атомах Pd при низких концентрациях, и (2) при повышенных концентрациях водородсодержащих молекул и заполнение пор (микрокапиляров) конденсированной водой, которая образуется при химическом взаимодействии адсорбированных атомов водорода и кислорода на поверхности пористого кремния.

Впервые показано, что используя структуры с активированным шаром пористого кремния в который были осаждены микрочастицы меди с размерами от нано до микрометров (0,1 - 1,2 мкм), или композитные Pd электроды с осажденными на поверхность микрочастицами WO₃ (0,3 - 0,7 мкм), становится возможным сенсибилизировать структуры и получить образцы с повышенной газовой чуствительностью и селективностью к адсорбции молекул сероводорода.

Предложена модель физических процессов при адсорбции сероводорода в многослойных структурах с модифицированными слоем ПК атомами меди и композитными WO₃/Pd электродами. Газовая чувствительность структур на основе слоя ПК с микрочастицами меди состоит в образовании CuS фазы, которая приводит к изменению высоты барьера на границе раздела Al(Pd)-Cu/ПК. Адсорбционная чувствительность структур при использовании композитного WO₃/Pd электрода под воздействием сероводорода состоит в изменении диэлектрической проницаемости ПК за счет накопления молекул воды.

Изготовлены лабороторные образцы сенсоров водорода, сероводорода и воды низких концентраций, которые работают при комнатных температурах.

Ключевые слова: пористый кремний, адсорбционные явления, каталитически-активные и композитные электроды, процесс электрохимического травления, газовые датчики водородосодержащих молекул (водород, вода, сероводород).

ABSTRACT

Solntsev V.S. Electrophysical properties of multilayered structures on the base of modified porous silicon during gas adsorption.

Candidate of Physical and Mathematical Sciences thesis on the speciality 01.04.07 “solid state physics”. - V. Lashkarev Institute of Semiconductor Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kiev, 2010.

...