Сорбционни свойства на иновативни халкогенидни нанокомпозити

1. Сорбционни свойства на иновативни халкогенидни нанокомпозити НОЩ НА УЧЕНИТЕ 27.09.2013 Офелия Кирилова Колева, PhD Секция “Твърди Електролити”, Институт по Електрохимия и Енергийни системи “Акад. Евгени Будевски” - БАН

2. Халкогенидни стъкла

3. Оптични стъкла Влакна CD иDVD Фоторезисти ЗАЩО Халкогениди! Ключови области, в които халкогенидните аморфни материали играят решаваща роля: » Оптични стъкла и влакна » съхранение на информация » соларни елементи

4. ЦЕЛИ • Развитие на нови принципи на регистрацияв сензорната технология • Търсене на нови чувствителни материалис подобрени чувствителност, селективност и надеждност • Химични газови сензори на основата на кантилеври, функционализирани с различни чувствителни материали • Предимства на активните аморфни слоеве • по-гъвкава структура в сравнение с кристалните аналози • почти неограничена възможност за дотиране и сплавяне • вариране и контролиране на техните свойства • могат да бъдат изтегляни във влакна и изпарявани като тънки слоеве Индикация – волт-амперни характеристики

5. Очаквани резултати Електронен сензор Различни функционализационни слоеве за разнообразни газове Различните материали сорбират различните газови молекули по различни начини Набор от кантилеври с функционализирани слоеве от различни материали ще детектират набор от газове • Подобряване работните характеристики на газовите сензори, използвани за анализ на качеството на въздуха в промишлени и домашни условия; • Създаване на безжични сензорни мрежи, използващи разпръснати на голяма площ сензори за събиране на данни. Практически резултати приложени директно в бита и индустрията

6. Химични газови сензори на основата на кантилеври • Кантилевърни сензори– миниатюрна версия на микровезна • Производствен процес –видоизменена силициева CMOS технология • Обединение на датчик, възбудител и четец на един чип • Намаляване на резонансната честота при добавянето на маса, т.е. сорбция на газови молекули

7. Очувствяване на кантилевърни сензори с (As2S3)90(AgI)10 слоеве • Отлагане на тънки слоеве върху кантилеврите – вакуумно термично изпарение от обемни материали: • (As2S3)90(AgI)10слой- дебелина1,85 µm (SEM) • Грапавост на покритието– под1 nm (AFM) • Чувствителност на метода: 1 mV/nm Принцип на детекция тип “микровезна”

8. Изследване на сорбционните свойства на кантилевърни сензори с (As2S3)90(AgI)10 • Сигналът нараства със увеличаване на концентрацията на анализирания газ – най-висок отклик при концентрация 54 vol. % • Обратим отклик • Най-висока чувствителност спрямо ацетон • Липса на чувствителност спрямо водни пари

9. Линейност • Бързодействие 25 s 45 s Изследване на сорбционните свойства на кантилевърни сензори с (As2S3)90(AgI)10 Най-висока чувствителност спрямо ацетон: • най–висока молекулна маса (58,09 g/mol) • най–малък диполен момент (1,30 D) микровезна

10. Изследване на сорбционните свойства на кантилевърни сензори с Ge-Te-In слоеве

11. Заключение • Успешно са използвани силициеви кантилеври, функционализирани с (As2S3)90(AgI)10 слой за детекция на аналити с различна концентрация (вода, метанол, етанол, изопропанол, ацетон и амоняк) • Сензорите се отличават с кратко време на отклик и висока точност • Използването на халкогениднисистеми с добавкадава възможност за експлоатация на сензора в широк концентарционен диапазон.

12. Институт по Електрохимия и Енергийни системи “Акад. Евгени Будевски” Институт по Електрохимия и Енергийни системи “Акад. Евгени Будевски” е основан през 1967 г. като Централна Лаборатория по Електрохимични източници на ток (ЦЛЕХИТ). Той успешно обединява традицията на Българската електрохимична школа на Странски-Каишев с общата политика на БАН за интеграция с Европейската научна общност. Главните научни дейности съвпадат с приоритетите за стабилно качество на живот и развитие на общество, основано на знанието. Екип: Проф. инж.Тамара Петкова, PhD Инж. Кольо Колев, PhD Инж. Ваня Илчева