Vật lý màng mỏng -Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhạy màng - phân tích phổ

GVHD: Thaày TS.Laâm Quang Vinh HV : Huyønh Minh Trí - Nồng độ tạp chất có tác động mạnh lên cường độ nhưng không làm thay đổi các đònh hướng chính của vật liệu. Khi nồng độ pha tạp Sb tăng đến 5% mol, màng sẽ có đònh hướng tinh thể ưu tiên (110) rõ ràng nhất, với cường độ đỉnh phổ cao. Với vật liệu SnO2 thì mặt (110) là mặt có năng lượng bề mặt thấp nhất, mà sự hình thành cấu trúc của màng sẽ ưu tiên phát triễn mặt có năng lượng thấp nhất; nên cấu trúc tinh thể của màng sẽ ưu tiên phát triễn mặt (110). S-5-3 có bề mặt gồ ghề hơn, do các hạt có kích thước nhỏ và bắt đầu có khuynh hướng kết đám, độ xẻ rãnh lớn hơn nhiều. Do đó, khả năng hấp thụ Oxi lớn hơn màng thuần và các màng pha tạp khác. Khi pha tạp Sb vượt quá 5% mol, hạt tuy có kích thước nhỏ hơn, ngưng có xu hướng kết đám mạnh làm giảm đáng kể độ xốp cũng như độ gồ ghề của màng. - Tạp chất không chỉ giúp cho màng có đònh hướng tinh thể tốt mà còn làm thay đổi cấu trúc của bề mặt màng, qua đó làm thay đổi tính chất nhạy khí của màng. -Màng A-5-3 đạt trạng thái bão hòa (độ nhạy đạt 85%) với lưu lượng khí vào rất thấp là 200ppm. Trong khi đó, màng thuần chỉ đạt 60%. - Mặt ưu tiên (110) của màng A-5-3 có nhiều nút khuyết Oxi nên màng có độ nhạy cao vì làm tăng khả năng hấp phụ Oxi trong không khí. - Số lớp màng quá mỏng, lượng vi tinh thể không nhiều, không đủ để xảy ra tán xạ tia X trên màng, nên đỉnh (110) không được ưu tiên và chất lượng màng cũng không tốt. -Số lớp quá nhiều sẽ che khít các lỗ xốp làm màng xếp chặt hơn, làm giảm độ xốp cũng như độ gồ ghề của màng. -Độ dày màng tăng thì độ nhạy tăng, nhưng đến một giới hạn độ dày thích hợp, độ dày màng tăng thì độ nhạy sẽ giảm. -Độ nhạy cao nhất tại nhiệt độ 300 o C. Giải thích dựa trên quá trình hấp phụ và giải hấp khí O - 2 và O - trên bề mặt SnO 2 . -Quá trình nhạy khí của màng là sự thay đổi độ dẫn trên bề mặt màng. C 2 H 5 OH+O - -> CH 3 CHO+H 2 O+e - C 2 H 5 OH -> CH 3 CHO +H2 CH 3 CHO+5O - -> 2CO 2 +2H 2 0+5e - [...]...Thời gian đáp ứng của màng là khoảng thời gian để điện trở của màng (khi chưa có hơi rượu) giảm 90% (khi có hơi rượu) -Thời gian hồi phục là khoảng thời gian để điện trở của màng (khi cho hơi rượu vào) tăng lên 90% (khi rút hơi rượu ra) . độ gồ ghề của màng. - ộ dày màng tăng thì độ nhạy tăng, nhưng đến một giới hạn độ dày thích hợp, độ dày màng tăng thì độ nhạy sẽ giảm. - ộ nhạy cao nhất tại nhiệt độ 300 o C. Giải thích. O - 2 và O - trên bề mặt SnO 2 . -Quá trình nhạy khí của màng là sự thay đổi độ dẫn trên bề mặt màng. C 2 H 5 OH+O - -& gt; CH 3 CHO+H 2 O+e - C 2 H 5 OH -& gt; CH 3 CHO +H2 CH 3 CHO+5O -. chỉ giúp cho màng có đònh hướng tinh thể tốt mà còn làm thay đổi cấu trúc của bề mặt màng, qua đó làm thay đổi tính chất nhạy khí của màng. -Màng A- 5-3 đạt trạng thái bão hòa (độ nhạy đạt 85%)