Чувствительность МДП-конденсаторов с палладиевым электродом к парам ароматических нитросоединений

  • М.О. Этрекова Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва, Россия https://orcid.org/0000-0002-5963-0846
  • Н.Н. Самотаев Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва, Россия https://orcid.org/0000-0002-7761-4057
  • А.В. Литвинов Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва, Россия https://orcid.org/0000-0002-8492-2111
  • А.А. Михайлов ООО Научно-производственная фирма «Инкрам», Москва, Россия https://orcid.org/0000-0003-2139-227X
  • Б.И. Подлепецкий Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва, Россия https://orcid.org/0000-0002-1223-0597
Ключевые слова: МДП-конденсаторы, концентрация газа на уровне ppb, газочувствительный датчик, пиролиз, диоксид азота.

Аннотация

Исследованы температурный и временной режимы пиролиза паров высокоэнергетического нитросоединения ароматического ряда. Определены оптимальные условия надежного измерения концентрации продуктов газофазного разложения молекул нитросоединения с использованием МДП-конденсаторов на основе структур палладий-диэлектрик-кремний. Установлено, что чувствительность МДП-сенсоров к парам ароматического нитросоединения появляется при воздействии на газообразную пробу температуры 400°С и достигает максимума при 500 – 550 °С при длительности нагрева паров в среднем 1 с

Литература

Chachkov, D.V. (2005). Influence of the molecular structure on the competition features of various primary act mechanisms of the C-nitro compounds gas-phase decomposition according to the results of quantum chemical calculations (Ph.D. dissertation). Kazan: Kazan State Technological University (in Russ.).

Pat. 2547576, Russian Federation, 2015.

Pat. 139183, Russian Federation, 2014.

Pat. 2577781, Russian Federation, 2016.

Pat. 140352, Russian Federation, 2014.

Pat. 2460067, Russian Federation, 2012.

Pat. 159783, Russian Federation, 2014.

Shaltaeva, Yu., Podlepetsky, B., & Pershenkov, V. (2017). Detection of gas traces using semiconductor sensors, ion mobility spectrometry, and mass spectrometry. European Journal of Mass Spectrometry, 23(4), 217–224. https://doi.org/10.1177/1469066717720795

Lakkis, S., Younes, R., Alayli, Y., & Sawan, M. (2014). Review of recent trends in gas sensing technologies and their miniaturization potential. Sens. Rev., 34, 24–35. https://doi.org/10.1108/SR-11-2012-724

Zyryanov, G.V., Kopchuk, D.S., Kovalev, I.S., Nosova, E.V., Rusinov, V.L., & Chupakhin, O.N. (2014). Chemosensors for detection of nitroaromatic compounds (explosives). Russ. Chem. Rev., 83(9), 783–819 (in Russ). https://doi.org/10.1070/RC2014v083n09ABEH004467

Udrea, F., Sunglyul, M., Gardner, J.W., Park, J., Ali, S., Choi, Y., Guha, P., Vieira, S., Kim, H., & Kim, S.H. (2007). Three technologies for a smart miniaturized gas-sensor: SOI CMOS, micromachining, and CNTs-Challenges and performance. Tech. Dig. Int. Electron Devices Meet. IEEE. P. 831–834. https://doi.org/10.1109/IEDM.2007.4419077

Oprea, A., Barsan, N., & Weimar, U. (2009) Work function changes in gas sensitive materials: Fundamentals and applications. Sens. Actuators B Chem., 142, 470–493. https://doi.org/10.1016/j.snb.2009.06.043

Lundstrom, I., Sundgren, H., Winquist, F., Eriksson, M., Krants-Rulcker, C., & Lloyd-Spets, A. (2007). Twenty-five years of field effect gas sensor research in Linkoping. Sens. Actuators B Chem., 121, 247–262. https://doi.org/10.1016/j.snb.2006.09.046

Lundstrom, I., Shivaraman, M.S., Svensson, C., & Lundkvist, L. (1975). Hydrogen sensitive MOS field-effect transistor. Applied Physics Letters, 26, 55–57. https://doi.org/10.1063/1.88053

Andersson, M., Pearce, R., & Lloyd Spetz, A. (2013) New generation SiC based field effect transistor gas sensors. Sens. Actuators B Chem., 179, 95–106. https://doi.org/10.1016/j.snb.2012.12.059

Irkha, V.I., & Konstantinov, K.V. (2013). MIS-Transistors as a Detectors of Gases. Proceedings of the O.S. Popov ОNAT, 2, 62–65 (in Russ). https://biblio.suitt.edu.ua/bitstream/handle/123456789/91/4.%20Ирха%2C%20Константинов%20%282%29.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Shamin, A.A. & Golovyashkin, A.N. (2014). Modeling the sensitivity of a gas sensor based on an MIS transistor. Young Scientist, 9(68), 228–231 (in Russ). https://www.elibrary.ru/item.asp?id=21639251

Bolodurin, B.A., Mikhailov, A.A., Filipchuk, D.V., Etrekova, M.O., Korchak, V.Yu., Pomazan, Yu.G., Litvinov, A.V., & Nozdrya, D.A. (2018). Comprehensive Research on the Response of MIS Sensors of Pd‒SiO2‒Si and Pd‒Ta2O5‒SiO2‒Si Structures to Various Gases in Air. Russian Journal of General Chemistry, 88(12), 2732–2739. https://doi.org/10.1134/S1070363218120435

Samotaev, N., Oblov, K., Litvinov, A., & Etrekova, M. (2019). SnO2-Pd as a Gate Material for the Capacitor Type Gas Sensor. Proceedings of 8th GOSPEL Workshop, 14(1), 10, 153–156. https://doi.org/10.3390/proceedings2019014010

Etrekova, M., Litvinov, A., Samotaev, N., Filipchuk, D., Oblov, K., & Mikhailov, A. (2020) Investigation of Selectivity and Reproducibility Characteristics of Gas Capacitive MIS Sensors. Proceedings of the International youth conference on electronics, telecommunications and information technologies YETI, 87–95. https://doi.org/10.1007/978-3-030-58868-7_10

Samotaev, N., Oblov, K., Etrekova, M., Veselov, D., Ivanova, A., & Litvinov, A. (2019). Improvement of Field Effect Capacity Type Gas Sensor Thermo Inertial Parameters by Using Laser Micromilling Technique. Materials ICMMPM, 977, 256–260. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.977.256

Litvinov, A.V., Samotaev, N.N., Etrekova, M.O., & Mikhailov, A.A. (2019). The detection of nitro compounds by using MIS-sensor. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 498, 012020. https://doi.org/10.1088/1757-899X/498/1/012020

Samotaev, N., Litvinov, A., Etrekova, M., Oblov, K., Filipchuk, D., & Mikhailov, A. (2020). Prototype of Nitro Compound Vapor and Trace Detector Based on a Capacitive MIS Sensor. Sensors (Switzerland), 20(5), 1514. https://doi.org/10.3390/s20051514

Samotaev, N.N., Litvinov, A.V., Podlepetsky, B.I., Etrekova, M.O., Philipchuk, D.V., Mikhailov, A.A., Bukharov, D.G., & Demidov, V.M. (2019) Methods of measuring the output signals of the gas-sensitive sensors based on MOS-capacitors. Sensors & System, 5(236), 47–53 (in Russ). https://www.elibrary.ru/item.asp?id=38532131

Donarelli, M., Prezioso, S., Perrozzi, F., Bisti, F., Nardone, M., Giancaterini, L., Cantalini, C., & Ottaviano, L. (2015). Response to NO2 and other gases of resistive chemically exfoliated MoS-based gas sensors. Sens. Actuators B Chem., 207, 602–613. https://doi.org/10.1016/j.snb.2014.10.099

Kwoka, M., & Szuber, J. (2020). Studies of NO2 gas-sensing characteristics of a novel room-temperature surface-photovoltage gas sensor device. Sensors (Switzerland), 20, 408. https://doi.org/10.3390/s20020408

Nguyen, V.B. (2014) Molecular structure and mechanisms of reactions of gas-phase decomposition of anion and cation radicals of some C-, N-, O-nitro compounds according to quantum chemical calculations (Ph.D. dissertation). Kazan: Kazan State Technological University (in Russ).

Опубликован
2022-06-06
Как цитировать
Этрекова, М., Самотаев, Н., Литвинов, А., Михайлов, А., & Подлепецкий, Б. (2022). Чувствительность МДП-конденсаторов с палладиевым электродом к парам ароматических нитросоединений. Химическая безопасность, 6(1), 163 - 172. https://doi.org/10.25514/CHS.2022.1.21010
Раздел
Индикация и идентификация опасных веществ