Диссертация на соискание ученой степени

3.4 Анализ газочувствительных свойства наноструктур ZnO-Ag 
В концепции замены тепловой накачки световым воздействием, можно 
выделить несколько подходов. К ним относятся непосредственно использование 
длины волны в соответствии с шириной запрещенной зоны газочувствительного 
материала, 
использование 
структур, 
функционализированные 
светочувствительным материалом, который будет возбуждаться излучением и в 
дальнейшем передавать электроны в газочувствительный материал. Такими 
функционализированными светочувствительными материалами могут выступать 
коллоидные квантовые точки и металлические наночастицы, обладающие 
плазмонным эффектом. К таким наночастицам относятся наночастицы серебра. 
В данной части работы были проведены исследования газочувствительных 
структур на основе наностержней оксида цинка и адсорбированных на их 
поверхность наночастиц серебра. 
Для этого, наночастицы серебра, полученные боргидридным методом, 
наносились на выращенные гидротермальным методом наностержни оксида цинка 
методом центрифугирования. Также для оценки размеров наночастиц серебра они 
были нанесены на кремниевую подложку и исследованы методом атомно-силовой 
микроскопией (рисунок 3.17). 

---

104 
а) 
б) 
Рисунок 3.17 – АСМ изображения наночастиц Ag с различным увеличением (а) 20х20 
мкм, (б) 2х2 мкм 

---

105 
Анализ полученных данных показал, что наночастицы полученные 
боргидридным методом имеют минимальные диаметры 50 нм.
 
Газочувствительные слои из наностержней оксида цинка были получены из 
первого раствора, который содержит CTAB, более подробно написано в пункте 2.1. 
Газочувствительные слои, исследовались на чувствительность только к парам 
изопропанола (рисунок 3.18). Это связано с тем, что, когда наночастицы серебра 
находятся в ацетоне, они окисляются и это ведет к нестабильности газового 
отклика, поэтому мы для дальнейшего сравнения, образцы без наночастиц серебра 
и с ними, исследовали только на изопропанол. 
Рисунок 3.18 – Временная зависимость отклика газочувствительных слоев оксида цинка на 
присутствие паров изопропанола 
Время отклика, полученного датчика, составило 10 секунд. Время 
восстановления – 280 секунд. Чувствительность равняется 54,5%. 
На уже исследованный газочувствительный датчик, состоящий из 
наностержней оксида цинка, наносились наночастицы серебра при помощи 
центрифуги, как описано в пункте 2.1. И затем уже газочувствительный слои, 
состоящие из наностержней оксида цинка, с осажденными наночастицами серебра, 
исследовались на чувствительность к парам изопропанола (рисунок 3.19). 

---

106 
Рисунок 3.19. – Временная зависимость отклика газочувствительных слоев оксида цинка, 
легированных йодом, на присутствие паров изопропанола 
Время отклика новой структуры составило 25 секунд, время восстановления – 
300 секунд, а чувствительность равняется 80%. По сравнению с обычной 
структурой, у этой время отклика и восстановления ухудшились, но зато, 
значительно увеличилась чувствительность слоя. Это может быть связано с тем, 
что наночастицы серебра выступают в роли высокоэффективного катализатора 
окисления, поэтому могут ускорять процессы разложения детектируемого газа. 
При освещении сопротивление образца уменьшилось, что говорит о том, что 
полученные структуры являются светочувствительными.