Томские ученые создали уникальный газовый сенсор на основе оксида галлия, который может работать при температурах до нескольких сотен градусов. Это устройство предназначено для мониторинга состава выхлопных газов в двигателях внутреннего сгорания, на теплоэлектроцентралях и в доменных печах.
Оксид галлия является перспективным материалом для высокотемпературной электроники благодаря своей высокой термической и химической стойкости. Однако чистый материал имеет высокое электрическое сопротивление и низкую чувствительность. Чтобы улучшить его проводимость, исследователи разработали оригинальную технологию. Они создали многослойную структуру, где оксид галлия чередуется с тонким слоем оксида олова. После высокотемпературного отжига эти слои сливаются, образуя стабильный композит с необходимой проводимостью.
Во время испытаний ученые обнаружили проблему диффузии атомов алюминия из сапфировой подложки, которая приводила к нестабильности работы сенсора. Для решения этой проблемы был добавлен нижний слой из диоксида кремния, который предотвращал перемещение атомов. Верхний слой диоксида кремния также улучшил способность устройства различать газы в сложных смесях.
Созданный сенсор показал высокую чувствительность и стабильность при экстремально высоких температурах. Он способен регистрировать не только метан, но и пропан, бутан и другие газы. Внедрение таких отечественных разработок в автомобильную промышленность и энергетику позволит оптимизировать работу двигателей, улучшить полноту сгорания топлива и повысить экологическую безопасность производственных процессов.
Источник: КП-Томск
распечатать статью
