Studies of chemical composition and response of the SnO2 based sensor structure to dry and humid synthetic air

• Autorzy: Adamowicz B. , Izydorczyk W. , Klimasek A. , Waczyński K. , Uljanow J. , Jakubik W. , Żywicki J.

Warianty tytułu

PL

Badania składu chemicznego oraz odpowiedzi struktury czujnikowej SnO2 na suche i wilgotne syntetyczne powietrze

• Konferencja: International Conference of IMAPS Poland Chapter (30 ; 24-27.09.2006 ; Kraków, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The measurements of the resistance response to synthetic air of the SnO₂ thin film based sensor structures were carried out. The sensing SnO₂ films were deposited on alundum substrates in the rheotaxial growth and thermal oxidation (RGTO) process. The sensor responses were registered under dry and humid airflow during structure heating and cooling (within the temperature range from 20°C to 400°C). The maximum sensor sensitivity to O₂ exposition was registered at a tem­perature of about 275°C. The temperature reversibility of the studied sensor response was compared with that of a commercial SnO₂ thick film Taguchi sensor. In order to understand the relationship between the sensing and chemical properties of SnO₂ films, the in-depth chemical composition profiles were investigated using the scanning Auger microprobe equipped with an Ar⁺ ion sputtering system.

PL

Zaprezentowano wyniki pomiarów rezystancji cienkich warstw sensorycznych SnO₂ otrzymanych metodą reotaksjalnego wzrostu i termicznego utleniania (RGTO). Pokazano, że wytworzone warstwy są czułe na tlen zawarty w syntetycznym powietrzu. Zarejestrowano odpowiedź sensora na suche i wilgotne syntetyczne powietrze podczas wygrzewania i ochładzania próbki (w zakresie temperatur od 20 do 400°C). Sensor wykazywał maksimum czułości na tlen zawarty w syntetycznym powietrzu w temperaturze około 275°C. Porównano temperaturową zależność odpowiedzi (przy grzaniu i chłodzeniu) badanego sensora z komercyjnym sensorem Taguchi na bazie grubych warstw SnO₂. W celu określenia zależności między właściwościami sensorowymi a składem chemicznym próbki, zbadano głębokościowe profile składu chemicznego za pomocą skaningowego mikroanalizatora elektronów Augera z systemem bombardowania jonami Ar⁺.

Słowa kluczowe

EN

tin dioxide; RGTO technique; oxygen adsorption; surface electronic properties; solid-state gas sensors; Auger electron spectroscopy

PL

dwutlenek cyny; technika RGTO; adsorpcja tlenu; zjawiska powierzchniowe; sensory gazowe; spektroskopia elektronów Augera

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 47, nr 12
• Strony: 5--6
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., wykr.

Twórcy

autor

Adamowicz B.

autor

Izydorczyk W.

autor

Klimasek A.

autor

Waczyński K.

autor

Uljanow J.

autor

Jakubik W.

autor

Żywicki J.

• Politechnika Śląska, Instytut Fizyki, Gliwice

Bibliografia

• [1] Izydorczyk W., Adamowicz B., Uljanow J., Waczyński K.: Response of an optimized SnO2 sensor structure to changes of NO2 concentration in synthetic air. Proc. XXIX Int. Conf. IMAPS, Koszalin-Darłówko, September 2005, 377.
• [2] Szuber J., Uljanow J., Karczewska-Buczek T., Jakubik W., Waczyński K., Kwoka M., Konczak S.: On the correlation between morphology and gas sensing properties of RGTO SnO2 thin films, Thin Solid Films, 490 (2005) 54.
• [3] Uljanow J., Waczyński K., Izydorczyk W., Jasiok D.: Study of the island structure of thin films grown with the RGTO technique. Proc. XXIX Int. Conf. IMAPS, Koszalin, September 2005.
• [4] Rantala T. S., Rantala T. T, Lantto V.: Computational studies for the interpretation of gas response of SnO2 (110) surface. Sensors and Actuators B, 65 (2000) 375.
• [5] Hellmich W., Bosh-v.Braunmühl Ch., Müller G., Sberveglieri G., Berti M., Perego C.: The kinetics of formation of gas-sensitive RGTO- SnO2 films. Thin Solid Films, 263 (1995) 231.
• [6] Sanjines R., Levy F., Demarne V., Grisel A.: Some aspects of the interaction of oxygen with polycrystalline SnOx, thin films. Sensors and Actuators, B1 (1990) 176.
• [7] Lantto V., Golovanov V.: A comparison of conductance behaviour between SnO2 and CdS gas-sensitive films. Sensors and Actuators B, 24-25 (1995) 614.
• [8] Becker Th., Ahlers S., Bosh-v.Braunmühl Ch., Müller G., Kiesewetter O.: Gas sensing properties of thin- and thick-film tin-oxide materials. Sensors and Actuators B, 77 (2001) 55.