Полупроводниковый датчик аммиака

Полупроводниковый датчик аммиака относится к области газового анализа, в частности, к детектирующим устройствам для регистрации и измерения содержания аммиака. Датчик состоит из полупроводникового основания (1), выполненного в виде пластины монокристаллического арсенида галлия с металлическими токопроводящими контактами (2) и непроводящей подложки (3). . Датчик согласно изобретению при существенном упрощении технологии его изготовления позволяет определять содержание аммиака с чувствительностью, в несколько раз превышающей чувствительность известных датчиков. 3 ил.

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДАТЧИК АММИАКА

Полезная модель относится к области газового анализа, в частности, к детектирующим устройствам, применяемым для регистрации и измерения содержания микропримесей аммиака и других газов. Полезная модель может быть использована для решения задач экологического контроля.

Известен датчик (детектор) по теплопроводности, действие которого основано на различии между теплопроводностью паров вещества и газа-носителя (Вяхирев Д.А., Шушукова А.Ф. Руководство по газовой хроматографии. М.: Высш. Школа, 1987.-287 с).

Однако, чувствительность такого датчика (детектора) ограничивается на вещества с теплопроводностью, близкой к теплопроводности газа-носителя. Например, при использовании этого датчика для анализа аммиака точность определения невысока.

Известен датчик (Будников Г.К. Что такое химические сенсоры // Соросовский образовательный журнал. 1998, 3. С. 75), позволяющий определять содержание аммиака с большей чувствительностью.

Однако, он сложен по конструкции и механизму получения отклика на присутствие определяемого компонента: включает в качестве преобразователя-полупроводника оксид металла (SnO₂, In₂O₃, Nb₂O₃) и нанесенный на его поверхность адсорбционный слой специального материала, дающий названный отклик. Для получения отклика необходимы такие дополнительные операции, как нагревание оксида до 200-400°C, так как при комнатной температуре он является диэлектриком и не проводит электрический ток, хемосорбция на нагретой поверхности кислорода воздуха, сопровождающаяся образованием отрицательно заряженных ионов О^2-, О ^- и взаимодействием последних с определяемым газом (его Техническим результатом полезной модели является повышение чувствительности и технологичности изготовления датчика.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном газовом датчике, содержащем полупроводниковое основание с металлическими электродами и непроводящую подложку, согласно техническому решению, полупроводниковое основание выполнено в виде пластины монокристаллического арсенида галлия.

При этом исключается операция выращивания эпитаксиальной пленки арсенида галлия. Эта операция основана на осуществлении сложной газотранспортной реакции. Поэтому нуждается в разработке специальной, экологически безопасной технологии и соответственно является весьма продолжительной, трудоемкой и затратной.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где представлены: на фиг. 1 - конструкция заявляемого датчика, на фиг. 2 - кривые зависимости величины адсорбции аммиака от температуры при различных начальных давлениях (P_NH3)>на фиг. 3 - градуировочная кривая зависимости изменения электропроводности () полупроводниковой пластины в процессе адсорбции при комнатной температуре от начального давления аммиака (P_NH3). Кривые на фиг. 2 демонстрируют заметную адсорбцию аммиака на поверхности полупроводникового основания при комнатной температуре, увеличивающуюся с ростом начального давления (_1(NH3)>_2(NH3)); градуировочная кривая на фиг. 3 наглядно указывает на высокую адсорбционную чувствительность полупроводникового основания к аммиаку.

Датчик состоит из полупроводникового основания 1, выполненного в виде пластины монокристаллического арсенида галлия с металлическими токопроводящими контактами 2 и непроводящей подложки 3 (фиг. 1).

Принцип работы такого датчика основан на адсорбционно-десорбционных процессах, протекающих на полупроводниковой пластине и вызывающих изменение ее электропроводности.

Полупроводниковый датчик аммиака, содержащий непроводящую подложку и полупроводниковое основание с металлическими электродами, отличающийся тем, что полупроводниковое основание выполнено в виде пластины монокристаллического арсенида галлия.

.

РИСУНКИ