Везде

ОХНМЖурнал неорганической химии Russian Journal of Inorganic Chemistry

  • ISSN (Print) 0044-457X
  • ISSN (Online) 3034-560X

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ААСVD ТОНКИХ ПЛЕНОК ZnO НА МИКРОСТРУКТУРНЫЕ И ГАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Вы можете
Код статьи
S3034560X25100172-1
DOI
10.7868/S3034560X25100172
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Мокрушин А.С.
  • Аффилиация: Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН
Дмитриева С.А.
  • Аффилиация:
    Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН
    Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева
Симоненко Н.П.
  • Аффилиация: Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН
Аверин А.А.
  • Аффилиация: ФГБУН Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН
Горобцов Ф.Ю.
  • Аффилиация: Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН
Звягина А.И.
  • Аффилиация: ФГБУН Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН
Симоненко Е.П.
  • Аффилиация: Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН
Том/ Выпуск
Том 70 / Номер выпуска 10
Страницы
1391-1405
Аннотация
Методом ААСVD получены тонкие пленки оксида цинка. Варьируемым параметром является температура синтеза, которая составляет от 350 до 500°С. Показано, что частицы ZnO имеют структуру вюрцита со средним размером кристаллитов 26 ± 4 нм. Анализ морфологии полученных пленок показал, что в диапазоне температур 400–450°С образуются сплошные пленки со средним размером частиц 52 ± 14 нм, а при температурах синтеза 350–375°С и 475–500°С — пленки с островковой структурой со средним размером 51 ± 13 нм. Изучены оптические свойства полученных пленок, оценочные значения ширины запрещенной зоны равны 3.31–3.34 эВ. Предложен механизм формирования пленок в зависимости от температуры синтеза. Изучены их хемосенсорные свойства при рабочей температуре 150–350°С с использованием большой группы газов-аналитов: CO, NH, H, CH, CH, этанола, ацетона и NO₂. Продемонстрирована высокая чувствительность (4–100 м.д.) тонких пленок к летучим органическим соединениям при рабочей температуре 350°С. Установлено, что наибольший отклик демонстрирует образец с наибольшей шероховатостью поверхности. Исследовано влияние влажности на величину и форму сигнала, полученного при обнаружении ацетона.
Ключевые слова
газовый сенсор ААСVD оксид цинка VOC's микроструктура
Дата публикации
01.10.2025
Год выхода
2025
Всего подписок
0
Всего просмотров
44

Библиография

  1. 1. Özgür Ü., Alivov Y.I., Liu C. et al. // J. Appl. Phys. 2005. V. 98. № 4. P. 1. https://doi.org/10.1063/1.1992666
  2. 2. Xu S., Wang Z.L. // Nano Res. 2011. V. 4. № 11. P. 1013 https://doi.org/10.1007/s12274-011-0160-7
  3. 3. Mukhanov VA., Sokolov P.S., Baranov A.N. et al. // Cryst. Eng. Comm. 2013. V. 15. № 32. P. 6318. https://doi.org/10.1039/c3ce40766g
  4. 4. Lin W., Ding K., Lin Z. et al. // Cryst. Eng. Comm. 2011. V. 13. № 10. P. 3338. https://doi.org/10.1039/c1ce05122a
  5. 5. Tishkevich D.I., Vorobjova A.I., Vinnik D.A. // Solid State Phenom. 2020. V. 299 SSP. P. 100. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.299.100
  6. 6. Ohta H., Hosono H. // Mater. Today. 2004. V. 7. № 6. P. 42. https://doi.org/10.1016/S1369-7021 (04)00288-3
  7. 7. O’Brien S., Nolan M.G., Copuroglu M. et al. // Thin Solid Films. 2010. V. 518. № 16. P. 4515. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2009.12.020
  8. 8. Cheng X.L., Zhao H., Huo L.H. et al. // Sens. Actuators, B: Chem. 2004. V. 102. № 2. P. 248. https://doi.org/10.1016/j.spb.2004.04.080
  9. 9. Arshak K., Gaidan I. // Mater. Sci. Eng., B. 2005. V. 118. № 1–3. P. 44. https://doi.org/10.1016/j.mseb.2004.12.061
  10. 10. Neri G., Bonavita A., Rizzo G. et al. // Sens. Actuators, B: Chem. 2006. V. 114. № 2. P. 687. https://doi.org/10.1016/j.spb.2005.06.062
  11. 11. Мокрушин А.С., Дмитриева С.А., Нагорнова И.А. и др. // Журн. неорган. химии. 2024. Т. 69. № 12. С. 1872. https://doi.org/10.31857/S0044457X24120195
  12. 12. Look D.C., Reynolds D.C., Litton C.W. et al. // Appl. Phys. Lett. 2002. V. 81. № 10. P. 1830. https://doi.org/10.1063/1.1504875
  13. 13. Kolodziejczak-Radzinska A., Jesionowski T. // Materials (Basel). 2014. V. 7. № 4. P. 2833. https://doi.org/10.3390/mn7042833
  14. 14. Benelmekki M., Erbe A. Nanostructured thin films – background, preparation and relation to the technological revolution of the 21st century, 2019 https://doi.org/10.1016/B978-0-08-102572-7.00001-5
  15. 15. Edinger S., Bansal N., Bauch M. et al. // J. Mater. Sci. 2017. V. 52. № 14. P. 8591. https://doi.org/10.1007/s10853-017-1084-8
  16. 16. Bedia A., Bedia F.Z., Allierie M. et al. // Energy Procedia. 2015. V. 74. P. 529. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2015.07.740
  17. 17. Bao D., Gu H., Kuang A. // Thin Solid Films. 1998. V. 312. № 1–2. P. 37. https://doi.org/10.1016/s0040-6090 (97)00302-7
  18. 18. Khan M.I., Bhatti K.A., Qindeeel R. et al. // Results Phys. 2017. V. 7. P. 651. https://doi.org/10.1016/j.rinp.2016.12.029
  19. 19. Ansari A.A., Khan M.A.M., Alhoshan M. et al. // J. Semiconduct. 2012. V. 33. № 4. https://doi.org/10.1088/1674-4926/33/4/042002
  20. 20. Lee C.H., Choi M.S. // Thin Solid Films. 2016. V. 605. P. 157. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2015.09.050
  21. 21. Tan S.T., Chen B.J., Sun X.W. et al. // J. Appl. Phys. 2005. V. 98. № 1. https://doi.org/10.1063/1.1940137
  22. 22. Wix G., Viri I., Sagan P. et al. // Nanoscale Res. Lett. 2017. V. 12. № 1. P. 0. https://doi.org/10.1186/s11671-017-2033-9
  23. 23. Aggarwal R., Zhou H., Jin C. et al. // J. Appl. Phys. 2010. V. 107. № 11. P. 3. https://doi.org/10.1063/1.3406260
  24. 24. Socol G., Craciun D., Mihailescu I.N. et al. // Thin Solid Films. 2011. V. 520. № 4. P. 1274. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2011.04.196
  25. 25. Liu Y., Lian J. // Appl. Surf. Sci. 2007. V. 253. № 7. P. 3727. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2006.08.012
  26. 26. Wu T.Y., Huang Y.S., Hu S.Y. et al. // Solid State Commun. 2016. V. 237–238. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.ssc.2016.03.015
  27. 27. Ohgaki T., Kawamura Y., Kuroda T. et al. // Key Eng. Mater. 2003. V. 248. P. 91. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/kem.248.91
  28. 28. Bhaehu D.S., Sankar G., Parkin I.P. // Chem. Mater. 2012. V. 24. № 24. P. 4704. https://doi.org/10.1021/cm302913b
  29. 29. Jiamprasertkoon A., Powell M.J., Dixon S.C. et al. // J. Mater. Chem. A. 2018. V. 6. № 26. P. 12682. https://doi.org/10.1039/c8ta014206
  30. 30. Chen S., Noor N., Parkin I.P. et al. // J. Mater. Chem. A. 2014. V. 2. № 40. P. 17174. https://doi.org/10.1039/c4ta038887
  31. 31. Мокрушин А.С., Дмитриева С.А., Горбань Ю.М. и др. // Журн. неорган. химии. 2025. Т. 70. № 4. С. 624. https://doi.org/10.31857/S0044457X2504047
  32. 32. Claros M., Seika M., Jimenez Y.P. et al. // Nanomaterials. 2020. V. 10. № 3. P. 1. https://doi.org/10.3390/nano10030471
  33. 33. Powell M.J., Potter D.B., Wilson R.L. et al. // Mater. Des. 2017. V. 129. P. 116. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2017.05.017
  34. 34. Vallejos S., Piztrová N., Čechal J. et al. // J. Vis. Exp. 2017. V. 2017. № 127. P. 1. https://doi.org/10.3791/56127
  35. 35. Ma T. // Mater. Sci. Semiconduct. Process. 2021. V. 121. P. 105413. https://doi.org/10.1016/j.mssp.2020.105413
  36. 36. Daraz U., Ansari T.M., Arain S.A. et al. // Main Group Met. Chem. 2022. V. 45. № 1. P. 178. https://doi.org/10.1515/mgnc-2022-0017
  37. 37. Shujah T., Butt A., Ikram M. et al. // Dig. J. Nanometer. Biostructures. 2016. V. 11. № 3. P. 891.
  38. 38. Noh M.F.M., Soh M.F., Teh C.H. et al. // Sol. Energy. 2017. V. 158. P. 474. https://doi.org/10.1016/j.solencr.2017.09.048
  39. 39. Sánchez-Martín S., Olatzola S.M., Castaño E. et al. // RSC Adv. 2021. V. 11. № 30. P. 18493. https://doi.org/10.1039/d1ra03251h
  40. 40. Selvaraj B., Balaguru Rayappan J.B., Jayanth Babu K. // Mater. Sci. Semicond. Process. 2020. V. 112. P. 105006. https://doi.org/10.1016/j.mssp.2020.105006
  41. 41. Du H., Yang W., Yi W. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2020. V. 12. № 20. P. 23084. https://doi.org/10.1021/acsami.0603498
  42. 42. Hijri M., Bahanan F., Aida M.S. et al. // J. Inorg. Organomet. Polym. Mater. 2020. V. 30. № 10. P. 4063. https://doi.org/10.1007/s10904-020-01553-2
  43. 43. Мокрушин А.С., Горбань Ю.М., Нагорнова И.А. и др. // Журн. неорган. химии. 2022. Т. 67. № 12. С. 1891. https://doi.org/10.31857/s0044457x22601250
  44. 44. Wang M., Zhu Y., Luo Q. et al. // Appl. Surf. Sci. 2021. V. 566. P. 150750. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2021.150750
  45. 45. Mokrushin A.S., Nagornov I.A., Gorban Y.M. et al. // J. Alloys Compd. 2024. V. 1009. P. 176856. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2024.176856
  46. 46. Mokrushin A.S., Nagornov I.A., Averin A.A. et al. // Chemosensors. 2023. V. 11. № 2. P. 142. https://doi.org/10.3390/chemosensors11020142
  47. 47. Vallejos S., Pizurova N., Grácia I. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2016. V. 8. № 48. P. 33335. https://doi.org/10.1021/acsami.6612992
  48. 48. Khan A. // J. Pakistan Mater. Soc. 2010. V. 4. № 1. P. 5.
  49. 49. Krysova H., Mansfeldova V., Tarabkova H. et al. // J. Solid State Electrochem. 2024. V. 28. № 8. P. 2531. https://doi.org/10.1007/s10008-023-05766-6
  50. 50. Hou X., Choy K.L. // Chem. Vap. Deposition. 2006. V. 12. № 10. P. 583. https://doi.org/10.1002/cvde.200600033
  51. 51. Choy K.L. // Prog. Mater. Sci. 2003. V. 48. № 2. P. 57. https://doi.org/10.1016/S0079-6425 (01)00009-3
  52. 52. Mokrushin A.S., Simonenko T.L., Simonenko N.P. et al. // J. Alloys Compd. 2021. V. 868. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.159090
  53. 53. Wongrat E., Chanlek N., Chucalarrom C. et al. // Ceram. Int. 2017. V. 43. № May. P. S557. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2017.05.296
  54. 54. Heiland G., Kohl D. // Physical and Chemical Aspects of Oxidic Semiconductor Gas Sensors, Kodansha Ltd, 1988. https://doi.org/10.1016/b978-0-444-98901-7.50007-5
  55. 55. Hsu C.L., Chang L.F., Hsueh T.J. // Sens. Actuators, B: Chem. 2017. V. 249. P. 265. https://doi.org/10.1016/j.snb.2017.04.083
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека