Электронный каталог НБ БНТУ

Статья

Особенности адсорбции и десорбции водяных паров на поверхности пленок нестехиометрического диоксида олова = Features of water vapor adsorption and desorption on the surface of non-stoichiometric tin dioxide films / Д. В. Адамчук [и др.]. – DOI 10.29235/1561-2430-2020-56-1-102-113 // Весцi Нацыянальнай акадэмii навук Беларусi. Серыя фiзiка-матэматычных навук / гл. ред. С.Я. Килин; учредитель Национальная академия наук Беларуси (Минск). – 2020. – Т.56 №1. – С. 102-113. – На рус. яз.

Исследовано влияние процессов адсорбции и десорбции водяных паров на поверхности нанокристаллических пленок SnO2-δ с различной концентрацией кислородных вакансий на их электропроводность при комнатной температуре. Пленки SnO2-δ были синтезированы методом реактивного магнетронного напыления олова в аргон-кислородной плазме с последующим двухстадийным окислительным отжигом на воздухе. Концентрация кислородных вакансий в пленках варьировалась посредством изменения температуры отжига на второй стадии в диапазоне 350-400 °C. Установлено, что в пленках с наибольшей концентрацией кислородных вакансий (~1020 см-3) в области малых значений относительной влажности (менее ~30 %) наблюдается увеличение электропроводности в силу диссоциативной адсорбции молекул воды с образованием гидроксильных групп. Обнаружено, что адсорбция водяных паров на поверхности пленок SnO2-δ при комнатной температуре при значениях относительной влажности более ~30 % приводит к уменьшению электропроводности образцов. Обнаружена генерация положительного или отрицательного импульса ЭДС между открытой и закрытой водонепроницаемым материалом поверхностями нанокристаллических пленок SnO2-δ при адсорбции или десорбции на них паров воды соответственно. Установлено, что с увеличением концентрации кислородных вакансий в пленках изменение сопротивления и величина генерируемой ЭДС при адсорбции-десорбции паров воды возрастают.
Herein, the influence of water vapor adsorption and desorption processes on the surface of SnO2-δ nanocrystalline films with different concentrations of oxygen vacancies on their electrical conductivity at room temperature was studied. SnO2-δ films were synthesized by means of reactive magnetron sputtering of tin in an argon-oxygen plasma followed by 2-stage oxidative annealing. The concentration of oxygen vacancies in the films was varied by changing the 2nd stage annealing temperature within the range 350-400 °C. It was found that in the films with the highest concentration of oxygen vacancies (~1020 cm-3) in the region of low relative humidity (less than ~30 %), an increase in electrical conductivity was observed due to the dissociative adsorption of water molecules with the formation of hydroxyl groups. The adsorption of water vapor on the surface of SnO2-δ films at room temperature at relative humidity values higher than ~30 % was found to induce a decrease in the electrical conductivity of the samples. The generation of positive and negative EMF pulses between the open surface of SnO2-δ nanocrystalline films and the one covered by waterproof materials under the adsorption and desorption of water vapor, respectively, was detected. The change of resistance and the generated EMF value under the adsorption-desorption processes was found to increase with the concentration of free charge carriers in the films.

539.23

общий = БД Наука
общий = АДСОРБЦИЯ
общий = ДЕСОРБЦИЯ
общий = ВОДЯНОЙ ПАР
общий = НЕСТЕХИОМЕТРИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ
общий = ТОНКИЕ ПЛЕНКИ