В МГУ создана основа для высокочувствительных газовых датчиков

Группа исследователей физического факультета МГУ предложила использовать пористый массив из кремниевых нановолокон в высокочувствительных газовых датчиках, работающих в атмосфере при комнатной температуре.

Подпись к изображению: Принцип действия сенсора на основе пористых решёток из кремниевых нановолокон

Загрязнение окружающей среды поставило задачу создать прибор, способный надёжно обнаруживать молекулы газов, как токсичных так и безвредных. Но большинство существующих датчиков работает при высокой температуре, что ограничивает область их применения.

Учёные МГУ предложили простой способ получения чувствительного детектора газов методом химической гравировки. При этом в лаборатории можно получить до сотни датчиков в течение часа.

Каждый датчик состоит из массива кремниевых волокон, имеющих пористую кристаллическую структуру, каждое длиной 10 микрон и диаметром 100-200 нанометров.

Такие пористые волокна имеют огромную удельную площадь поверхности, что делает их чрезвычайно чувствительными к окружающим молекулам. Кроме того, полученные образцы проявляют фотолюминисцентность в красной области спектра при комнатной температуре. Это свойство нановолокон подавляется в кислороде, но затем восстанавливается в азоте, и сохраняется после нескольких таких циклов.

Учёные объяснили полученные экспериментальные результаты моделью, в которой чувствительность оптических свойств к своему окружению определяется обратимой зарядкой/разрядкой атомарных дефектов.

Самое важное — это способность таких сенсоров к многократному использованию, и работа при комнатной температуре.

Источник

28.12.2017 12:21