Właściwości sensorowe cienkich warstw mieszanin tlenków miedzi i tytanu

• Autorzy: Mańkowska Ewa , Mazur Michał

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0054.2895

Warianty tytułu

EN

Gas sensing properties of mixtures of copper and titanium oxides thin films

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedmiotem badań były cienkie warstwy mieszanin tlenków miedzi i tytanu o różnym składzie pierwiastkowym, wytworzone za pomocą rozpylania magnetronowego i wygrzane poprocesowo. Wpływ składu pierwiastkowego oraz temperatury wygrzewania na morfologię cienkich warstw określono na podstawie zdjęć ze skaningowego mikroskopu elektronowego. Strukturę krystaliczną i skład chemiczny mieszanin tlenków miedzi i tytanu (CuTi)Ox zbadano za pomocą dyfrakcji promieni rentgenowskich. Przeprowadzono również badania czujnikowe na wodór o stężeniach od 100 do 1000 ppm. Rezystancja wytworzonych mieszanin (CuTi)Ox rosła podczas ekspozycji na wodór, co świadczy o możliwości stosowania tych tlenków w czujnikach wodoru. Dodatkowo dla mieszanin uzyskano lepsze odpowiedzi sensorowe niż dla pojedynczych tlenków miedzi lub tlenków tytanu. Mieszaniny tlenków miedzi oraz tytanu mogą być obiecującymi materiałami do zastosowań jako czujniki wodoru.

EN

The subject of the current studies were mixtures of copper and titanium oxide thin films, with various elemental compositions, deposited by magnetron sputtering and annealed in the postprocess. The effect of elemental composition and annealing temperature on the morphology of thin films was determined using scanning electron microscope images. The crystal structure and chemical composition of copper-titanium oxide (CuTi)Ox mixtures were investigated by X-ray diffraction. Hydrogen gas sensing experiments were performed for hydrogen with concentrations ranging from 100 to 1,000 ppm. The resistance of the prepared (CuTi)Ox mixtures increased during hydrogen exposure, demonstrating the applicability of these oxides in hydrogen sensing. In addition, better sensor responses were obtained for the mixtures in comparison to single copper oxides or titanium oxides. Mixtures of copper oxides and titanium oxides may be promising materials for hydrogen sensor applications.

Słowa kluczowe

PL

mieszaniny tlenków miedzi i tytanu; czujniki wodoru; cienkie warstwy; rozpylanie magnetronowe

EN

mixtures of copper and titanium oxides; hydrogen gas sensor; mixed copper and titanium oxides; thin films; magnetron sputtering

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 72, nr 1
• Strony: 37--46
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., il., tab., wykr.

Twórcy

autor

Mańkowska Ewa

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki, Fotoniki i Mikrosystemów, ul. Janiszewskiego 11/17, 50-372 Wrocław

• https://orcid.org/0000-0003-3635-6634

autor

Mazur Michał

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki, Fotoniki i Mikrosystemów, ul. Janiszewskiego 11/17, 50-372 Wrocław

• https://orcid.org/0000-0002-6997-4204

Bibliografia

• [1] Phanichphant S., Semiconductor Metal Oxides as Hydrogen Gas Sensors, Procedia Eng., 87, 2014, 795-802.
• [2] Komunikat Komisji do Parlamentu Europejskiego, Rady Europejskiej, Europejskiego Komitetu Ekonomiczno-Społecznego i Komitetu Regionów: Strategia w zakresie wodoru na rzecz Europy neutralnej dla klimatu, Bruksela, COM, 8.07.2020 r.
• [3] Wojcieszak D., Obstarczyk A., Mańkowska E., Mazur M., Kaczmarek D., Zakrzewska K., Mazur P., Domaradzki J., Thermal oxidation impact on the optoelectronic and hydrogen sensing properties of p-type copper oxide thin films, Mater. Res. Bull., 147, 2022, 111646.
• [4] Brattain B. W. H., Bardeent J., Properties of Germanium, Am. Teleph. Telegr. Co., 32, 1952, 1-41.
• [5] Neri G., First fifty years of chemoresistive gas sensors, Chemosensors., 3, 2015, 1-20.
• [6] Gouma P., Kalyanasundaram K., Yun X., Stanaćević M., Wang L., Nanosensor and breath analyzer for ammonia detection in exhaled human breath, IEEE Sens. J., 10, 2010, 49-53.
• [7] Righettoni M., Amann A., Pratsinis S. E., Breath analysis by nanostructured metal oxides as chemo-resistive gas sensors, Mater. Today., 18, 2015, 163-171.
• [8] Zhou C., Shi N., Jiang X., Chen M., Jiang J., Zheng Y., Wu W., Cui, Haick H., Tang N., Techniques for wearable gas sensors fabrication, Sensors Actuators B Chem., 353, 2022, 131133.
• [9] Maziarz W., TiO2/SnO2 and TiO2/CuO thin film nano-heterostructures as gas sensors, Appl. Surf. Sci., 480, 2019, 361-370.
• [10] Mańkowska E., Mazur M., Domaradzki J., Wojcieszak D., p-type (CuTi)Ox thin films deposited by magnetron co-sputtering and their electronic and hydrogen sensing properties, Coatings, 13, 2023, 220.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).