В ЛЭТИ усовершенствовали газовые сенсоры и фотокатализаторы
Проект исследователей Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» позволит проводить экологический мониторинг состояния атмосферы и медицинской диагностикой на основе анализа состава выдыхаемого воздуха.
Сегодня большой интерес, в первую очередь, в области экологии и медицины, представляют адсорбционные полупроводниковые сенсоры. По сравнению с другими типами сенсоров их главными преимуществами являются низкая стоимость и простота изготовления. Однако их практическое применение часто ограничено недостаточной чувствительностью, селективностью, высокими рабочими температурами. В ряде случаев оксиды сложного состава и различные композитные материалы на их основе проявляют лучшие газочувствительные свойства по сравнению с их составляющими, а также работоспособны при более низких температурах.
Улучшением характеристик разработки занялась команда ученых в составе ассистента кафедры микро- и нанотехнологий Антона Бобкова, студентов кафедры МНЭ Алены Гагариной и Дмитрия Радайкина под руководством ассистента, кандидата физико-математических наук Светланы Налимовой. Результат достигается за счет использования эффектов взаимодействия компонентов структур сложного состава, в частности на основе наноструктур пористого кремния и оксида цинка. Эти объекты имеют большую площадь активной поверхности, необходимой для взаимодействия с целевыми газами.
Разработка представляет собой подложку со композитным слоем пористого кремния и наноструктур оксида цинка. Необходимые рабочие температуры достигаются за счет нагревательного элемента, расположенного снизу. Электрический контакт обеспечивается напыленными электродами.
В основе работы полупроводниковых газовых сенсоров лежат химические реакции сенсорного слоя с молекулами газов, приводящие к изменению сопротивления. Для этого нужно, чтобы поверхность слоя была очень большой, тогда и изменение сопротивления будет больше. «Основными сферами применения разработки являются экологический мониторинг состояния атмосферы и медицинская диагностика на основе анализа состава выдыхаемого воздуха.
Безусловно, аналогичные по характеристикам решения описаны в литературе, однако зачастую они требуют более сложных методов синтеза. Например, в статье «Пористые гетероструктуры нанопроволок Si/SnO2 для зондирования газа H2S» разработан сенсор на основе гетероструктур пористого кремния и наностержней диоксида олова, позволяющий детектировать H2S при температуре 100 градусов. Для получения сенсорного слоя применялся в том числе метод роста по механизму «пар-жидкость-кристалл» при 900 градусах.
В работе «Низкотемпературные высокоселективные и чувствительные газовые датчики NO2 с использованием CdTe-функционализированных ZnO-заполненных пористых Si-гибридных иерархических наноструктурированных тонких пленок» гибридные наноструктуры «пористый кремний — оксид цинка — квантовые точки теллурида кадмия» были использованы для создания сенсора для детектирования NO2 при температуре 90 градусов. Для нанесения слоев оксида цинка и квантовых точек использовалось магнетронное распыление», — рассказала доцент кафедры МНЭ СПБГЭТУ «ЛЭТИ» Светлана Налимова.
В будущем будет проводиться оптимизация характеристик по требованиям конкретных областей применения. Дальнейшие этапы зависят от результатов, полученных при испытании сенсорных структур. Разработка ведется в научной группе профессора кафедры микро- и наноэлектроники Вячеслава Мошникова непосредственно на кафедре. Работа поддержана грантом конкурса научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических проектов СПбГЭТУ «ЛЭТИ». Проект получил финансирование на реализацию в размере 800 тысяч рублей.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно