ИСТИНА

Создание новых материалов для полупроводниковых газовых сенсоров с низким энергопотреблением является ключевым направлением в разработке технологии новых поколений датчиков для автономных приборов и мобильных устройств. Принцип действия сенсоров основан на высокой чувствительности поверхности широкозонных оксидов металлов (МОх) SnO2, ZnO, In2O3 к составу окружающей атмосферы. Хемосорбция молекул из газовой фазы и химические реакции на поверхности приводят к изменениям зонной структуры в узком приповерхностном слое, образованию энергетических барьеров на границах раздела «твердое тело – газ», что сказывается на концентрации и подвижности носителей заряда. Для повышения концентрации свободных носителей заряда, активации химических реакций на поверхности и десорбции продуктов реакции необходимо нагревать чувствительный слой до 250 – 500 оС, что вносит основной вклад в величину энергопотребления датчика. Смещение температурного интервала протекания процессов, ответственных за формирование сенсорного сигнала, в область низких температур 25 – 200 оС становится возможным при использовании каталитических кластеров, изменяющих тип и концентрацию активных центров на поверхности МОх1,2. Увеличение концентрации свободных носителей заряда в условиях низкой температуры измерений достигается за счет введения донорных примесей в объем полупроводника3. Совместное объемное легирование и модифицирование поверхности нанокристаллического SnO2 позволило получить новые материалы для полупроводниковых сенсоров с низким (< 1 мВт) энергопотреблением.