DESIGN OF AMMONIA SENSOR BASED ON ZnO FOR ANALYZING HAZARDS AT CRITICAL INFRASTRUCTURE.

Abstract

Розроблено газовий сенсор на основі ZnO, який демонструє чутливість до NH3 за стандартних умов (температура 25 °С; тиск 101,3 кПа). Експериментальний зразок виготовлено методом магнетронного напилення на постійному струмі. Для виготовлення плівок ZnO використовувалася вакуумна установка ВУП-5М з оригінальним матеріалозберігаючим магнетроном. Для аналізу ефективності газового сенсора до аміаку (NH3) за стандартних умов досліджено його робочі характеристики. Концентрація NH3 для дослідження робочих характеристик була обрана на рівні 25 ppm. Для визначення питомого опору контактів конструкції приладу досліджували вольт-амперні характеристики газового датчика в діапазоні напруг від –100 до 100 В. За результатами дослідження вольт-амперних характеристик, які мають лінійну характер, було підтверджено питомий опір контактів. Для дослідження чутливості газового сенсора до цільового газу досліджували зміну опору чутливого шару газового сенсора під впливом NH3 з концентрацією 25 ppm за стандартних умов. Результати дослідження продемонстрували високу чутливість газового датчика до цільового газу – на рівні 229 відносних одиниць. Дослідження часу відгуку та часу відновлення газового датчика показало, що газовий датчик на основі ZnO має час відгуку та час відновлення 20 та 26 с відповідно. Досліджено селективність газового сенсора на основі ZnO. Дослідження селективності проводили шляхом визначення чутливості газового датчика в присутності парів різних газів, а саме метанолу, етанолу, ацетону. Результати дослідження показали, що реакція на аміак є вибірковою порівняно з реакцією на інші гази. Результати дослідження робочих характеристик датчика газу аміаку демонструють високу ефективність його застосування за стандартних умов і низької концентрації цільового газу.