Gas sensitive elements based on organic-inorganic nanocomposites

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorOlenych, Igor B.
dc.contributor.authorTsizh, Bohdan R.
dc.contributor.authorAksimentyeva, Olena I.
dc.contributor.authorHorbenko, Yulia Yu.
dc.date.accessioned2020-11-12T14:16:13Z
dc.date.available2020-11-12T14:16:13Z
dc.date.issued2016
dc.description.abstractenBackground. For today there is high need of cheap portable gas sensors for operational monitoring of the environment and the atmosphere in different areas of life and industry. Recently, hybrid nanosystems based on conductive polymers reinforced with semiconductor nanoparticles of different nature are in the focus of increased attention as materials for sensor elements. Objective. Creating sensitive elements based on composite films of poly-3,4-ethylenedioxythiophene combined with nanocrystals of porous silicon and zinc oxide and studying the electrical response to the absorption of gas molecules. Methods. The structure of ZnO nanoparticles and porous silicon powder was examined with X-ray diffraction. Organic-inorganic hybrid films were characterized by scanning electron microscopy and Fourier transform infrared spectroscopy. To evaluate the sensor properties, electrical response of obtained composite films due to adsorption of ammonia and ethanol molecules were studied. Results. Our studies suggest some interaction between organic and inorganic components in the formed hybrid monolithic film. Increasing of nanocomposite electrical resistance due to adsorption of ammonia and ethanol molecules was registered. It was established that the maximum sensitivity of the hybrid films is observed at low concentration ranges. The kinetics of the response of the hybrid composites to the changing concentration of gas molecules is fast enough to be employed in various microelectronic chemical sensors. Conclusions. The combination of the porous silicon and zinc oxide nanoparticles provides an increasing of surface area of the sensors based on organic-inorganic composites and their high sensitivity and selectivity to ethanol and ammonia molecules.uk
dc.description.abstractruПроблематика. На сегодняшний день существует высокая потребность в дешевых портативных газовых сенсорах для оперативного мониторинга окружающей среды и атмосферы жилых помещений, а также в различных отраслях промышленности. В последнее время гибридные наносистемы на основе проводящих полимеров, легированных полупроводниковыми наночастицами различной природы находятся в центре повышенного внимания как материалы для сенсорных элементов. Цель исследований. Создание сенсорных элементов на основе композитных пленок поли-3,4-этилендиокситиофена в сочетании с нанокристаллами пористого кремния и оксида цинка и изучение отклика их сопротивления на адсорбцию молекул газов разной природы. Методика реализации. Структура наночастиц ZnO и порошка пористого кремния исследована методом рентгеновской дифракции. Характеристики гибридных органо-неорганических пленок определены при помощи сканирующей электронной микроскопии и ИК Фурье-спектроскопии. Для оценки сенсорных свойств исследован электрический отклик полученных композиционных пленок на адсорбцию молекул аммиака и этанола. Результаты исследований. Экспериментальные исследования обнаружили взаимодействие между органическими и неорганическими компонентами нанокомпозита и образование монолитной гибридной пленки. Зарегистрировано увеличение сопротивления сенсорных элементов в результате адсорбции молекул аммиака и этанола. Установлено, что максимальная чувствительность гибридных пленок наблюдается при низких концентрациях исследуемых молекул. Кинетика отзыва резистивных сенсорных элементов на основе гибридных композитов на изменение концентрации молекул газов является достаточно быстрой для микроэлектронных химических сенсоров. Выводы. Сочетание наночастиц пористого кремния и оксида цинка обеспечивает увеличение площади рабочей поверхности сенсоров на основе пленок органо-неорганических композитов, их высокую чувствительность и селективность к молекулам аммиака и этанола.uk
dc.description.abstractukПроблематика. На сьогоднішній день існує висока потреба в дешевих портативних газових сенсорах для оперативного моніторингу навколишнього середовища та атмосфери житлових приміщень, а також, у різних галузях промисловості. Останнім часом гібридні наносистеми на основі провідних полімерів, легованих напівпровідниковими наночастинками різної природи знаходяться в центрі підвищеної уваги як матеріали для сенсорних елементів. Мета досліджень. Створення сенсорних елементів на основі композитних плівок полі-3,4-етилендіоксітіофену в поєднанні з нанокристалами поруватого кремнію та оксиду цинку і вивчення відгуку їх електричного опору на адсорбцію молекул газів різної природи. Методика реалізації. Структура наночастинок ZnO та порошку поруватого кремнію була досліджена методом рентгенівської дифракції. Характеристики органо-неорганічних композитних плівок були визначені за допомогою скануючої електронної мікроскопії та ІЧ Фур'є-спектроскопії. Для оцінки сенсорних властивостей був досліджений електричний відгук отриманих композиційних плівок на адсорбцію молекул аміаку та етанолу. Результати досліджень. Експериментальні дослідження виявили взаємодію між органічними і неорганічними компонентами нанокомпозиту і утворення монолітної гібридної плівки. Зареєстровано збільшення електричного опору сенсорних елементів внаслідок адсорбції молекул аміаку і етанолу. Встановлено, що максимальна чутливість гібридних плівок знаходиться при низьких концентраціях досліджуваних речовин. Кінетика відклику резистивних сенсорних елементів на основі гібридних композитів на зміну концентрації газів є достатньо швидкою для мікроелектронних хімічних сенсорів. Висновки. Поєднання наночастинок поруватого кремнію та оксиду цинку забезпечує збільшення площі робочої поверхні сенсорів на основі плівок органо-неорганічних композитів, їх високу чутливість і селективність до молекул аміаку та етанолу.uk
dc.format.pagerangePp. 28-34uk
dc.identifier.citationGas sensitive elements based on organic-inorganic nanocomposites / I. B. Olenych, B. R. Tsizh, O. I. Aksimentyeva, Yu. Yu. Horbenko // Information and telecommunication sciences : international research journal. – 2016. – Vol. 7, N. 2(13). – Pp. 28–34. – Bibliogr.: 29 ref.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2411-2976.22016.28-34
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/37360
dc.language.isoenuk
dc.publisherNational Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”uk
dc.publisher.placeKyivuk
dc.sourceInformation and telecommunication sciences : international research journal, 2016, Vol. 7, N. 2(13)uk
dc.subjectsensoruk
dc.subjectnanocompositeuk
dc.subjectconducting polymeruk
dc.subjectporous siliconuk
dc.subjectzinc oxideuk
dc.subjectсенсорuk
dc.subjectнанокомпозитuk
dc.subjectпровідний полімерuk
dc.subjectпоруватий кремнійuk
dc.subjectоксид цинкуuk
dc.subjectпроводящий полимерuk
dc.subjectпористый кремнийuk
dc.subjectоксид цинкаuk
dc.subject.udc621.39uk
dc.titleGas sensitive elements based on organic-inorganic nanocompositesuk
dc.title.alternativeГазочутливі елементи на основі органо-неорганічних нанокомпозитівuk
dc.title.alternativeГазочувствительные элементы на основе органо-неорганических нанокомпозитовuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
ITS2016_7-2_p28-34.pdf
Розмір:
541.02 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Information and telecommunication sciences: international research journal, Vol. 7, N. 2(13)