Автор: Существенным недостатком полупроводниковых газовых сенсоров на основе полупроводниковых оксидов является необходимость нагрева чувствительного слоя (термическая активация). Перспективной альтернативой термической активации является фотоактивация УФ-излучением. Данная работа посвящена исследованию процессов, происходящих на поверхности как немодифицированных нанокристаллических оксидов цинка, индия и олова, так и нанокомпозитов на их основе, модифицированных металлическими кластерами (Pd, Pt).
Исследование проведено в атмосфере, содержащей NO2 и летучие органические соединения (ЛОС) — загрязнители атмосферного воздуха ацетон или бензол, методом in-situ ИК-спектроскопии диффузного отражения (TR-DRIFTS), а также методами in-situ и operando масс-спектрометрии. Для режима operando была изготовлена специальная проточная ячейка с электродной сеткой (рис. 1). Это позволило регистрировать электрические параметры материала (проводимость, ВАХ, сенсорный сигнал) непосредственно во время масс-спектрометрического эксперимента.
УФ-активация ZnO при детектировании NO2 приводит к ускорению ионособрции диоксида азота с образованием нитратов, а УФ-активация In2O3 и SnO2, напротив, приводит к замедлению этого процесса. При этом введение модификаторов (Pt, Pd) приводит к уменьшению эффективной адсорбционной ёмкости поверхности, за счёт формирования контактов Шоттки.
Благодарность: Исследование выполнено в рамках гранта Министерства науки и высшего образования Российской Федерации для реализации крупных научных проектов по приоритетным направлениям развития науки и техники (075-15-2024-646).
При детектировании ЛОС фотоактивация смещает адсорбционное равновесие газа-аналита, а также ускоряет реакцию окисления ЛОС на поверхности материала.
Автор: Кутуков П.С., Румянцева М.Н. (МГУ им. Ломоносова, г. Москва)
