|
|
| Κωδικός Πόρου |
000353042 |
| Τίτλος |
Study of In2O3 and ZnO thin films for selective gas sensors applications : Growth effect on the films structure and surface topology as essential factor in metal oxide thin films sensing applications |
| Άλλος τίτλος |
Μελέτη λεπτών υμενίων Ιn2O3 και ZnO για εφαρμογές σε επιλεκτικούς αισθητήρες αερίων: Η επίδραση της ανάπτυξης στην δομή των υμενίων και της επιφανειακής τους τοπολογίας ως ουσιαστικός παράγοντας για εφαρμογές αισθητήρων από λεπτά υμένια οξειδίων μετάλλων |
|
Συγγραφέας
|
Suchea, Mirela Petruta
|
|
Σύμβουλος διατριβής
|
Κιτσόπουλος, Θεοφάνης
|
| Περίληψη |
Στόχος της διατριβής ήταν η μελέτη λεπτών υμενίων In2O3 και ZnO για εφαρμογές σε αισθητήρες ανίχνευσης αερίων, με έμφαση στην επίδραση της διαδικασίας ανάπτυξης στην δομή των υμενίων και την επιφανειακή τοπολογία, παράγοντες ουσιαστικούς στη συμπεριφορά υμένιων οξειδίων μετάλλων. Ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα στο πεδίο των αισθητήρων αερίων με βάση τα υμένια οξειδίων μετάλλων αποτελεί η απουσία μιας ενιαίας μεθοδολογίας που θα μπορούσε να οδηγήσει σε ελεγχόμενη αναπαραγωγή της απόκρισης ενός αισθητήρα σε συνάρτηση με τα επιφανειακά χαρακτηριστικά του. Για αυτό το λόγο, η συστηματική μελέτη της επίδρασης των επιφανειακών χαρακτηριστικών στα φαινόμενα που επηρεάζουν τις ιδιότητες των αισθητήρων από οξείδια μετάλλων αποτελεί ένα ιδιαίτερης σπουδαιότητας πεδίο έρευνας.
Με τη χρήση της τεχνικής εναπόθεσης DC magnetron sputtering και της εναπόθεσης με παλμικό λέιζερ (pulsed laser deposition), αναπτύχθηκαν νανοδομημένα υμένια από In2O3 και απλό ή με προσμείξεις ZnO, οι ιδιότητες των οποίων μελετήθηκαν στη συνέχεια. Η μελέτη εστιάστηκε στη μορφολογία του υμενίου και πως αυτή επηρεάζει την αποδοτικότητα φωτοαναγωγής με υπεριώδες φως και οξείδωσης με όζον, με απώτερο στόχο την βελτιστοποίηση των ιδιοτήτων του υμενίου σε σχέση με την χρήση του ως αισθητήρας αερίων. Προς την κατεύθυνση αυτή μελετήθηκαν υμένια που αναπτύχθηκαν με διαφορετικές συνθήκες όπως:
1) υμένια In2O3που αναπτύχθηκαν με την τεχνική DC magnetron sputtering. Εξετάστηκε η επίδραση του πάχους, της θερμοκρασίας, της πίεσης και του λόγου οξυγόνου/αργού στο θάλαμο
2) υμένια απλού ZnO που αναπτύχθηκαν με την τεχνική DC magnetron sputtering από μεταλλικό ή κεραμικό στόχο. Εξετάστηκε η επίδραση της θερμοκρασίας υπό σταθερό πάχος, η επίδραση του πάχους υπό σταθερή θερμοκρασία αλλά και η επίδραση πίεσης και λόγου οξυγόνου/αργού στο θάλαμο
3) υμένια ZnO με 2% πρόσμειξη Al που αναπτύχθηκαν με την τεχνική DC magnetron sputtering. Εξετάστηκε η επίδραση του πάχους και του λόγου οξυγόνου/αργού στο θάλαμο
4) υμένια ZnO με πρόσμειξη In που αναπτύχθηκαν με την τεχνική DC magnetron sputtering. Εξετάστηκε η επίδραση του πάχους και του λόγου οξυγόνου/αργού στο θάλαμο
5) υμένια απλού ZnO που αναπτύχθηκαν με την τεχνική εναπόθεση με παλμικό λέιζερ. Εξετάστηκε η επίδραση της θερμοκρασίας και του πάχους, και δόθηκε έμφαση στα πολύ λεπτά υμένια.
Όλα τα υμένια χαρακτηρίστηκαν ως προς τη δομή και την τοπολογία της επιφάνειας (με στόχο την κατανόηση και την βελτιστοποίηση της επίδρασης των συνθηκών ανάπτυξης στις επιφανειακές ιδιότητες), ως προς την οπτική και ηλεκτρική συμπεριφορά (με στόχο την κατανόηση και την βελτιστοποίηση των διαδικασιών φωτοαναγωγής και οξείδωσης) και ως την λειτουργία τους ως αισθητήρες όζοντος.
Παράλληλα, διενεργήθηκε αναλυτικός χαρακτηρισμός της επιφάνειας κάθε υμενίου που αναπτύχθηκε και τα αποτελέσματα χρησιμοποιήθηκαν για περαιτέρω συσχέτιση των επιφανειακών ιδιοτήτων με την λειτουργία του αισθητήρα αερίου. Τέλος, αναπτύχθηκαν γραφικοί συσχετισμοί των παραμέτρων της επιφάνειας με τις παραμέτρους του αισθητήρα.
|
| Φυσική περιγραφή |
321 p. : tables, col. ill. ; 30 cm. |
| Γλώσσα |
Αγγλικά |
| Θέμα |
Atomic force microscopy |
|
Indium oxide |
|
Metal oxides thin films |
|
Sensing applications |
|
Surface characterization |
|
UV photoreduction-ozone oxidation |
|
Zinc oxide |
|
Εφαρμογές αισθητήρων |
|
Λεπτά υμένια οξειδίων μετάλλων |
|
Οξείδιο του Ινδίου |
|
Οξείδιο του Ψευδαργύρου |
|
Φασματοσκοπία Ατομικής Δύναμης |
|
Φωτοαναγωγή με υπεριώδες και οξείδωση με όζον |
|
Χαρακτηρισμός επιφάνειας |
| Ημερομηνία έκδοσης |
2009-11-06 |
| Συλλογή
|
Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Χημείας--Διδακτορικές διατριβές
|
|
|
Τύπος Εργασίας--Διδακτορικές διατριβές
|
| Εμφανίσεις |
361 |
Study of In2O3 and ZnO thin films for selective gas sensors applications : Growth effect on the films structure and surface topology as essential factor in metal oxide thin films sensing applications
