КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 18-79-00176
НазваниеРазработка и создание энергоэффективных чувствительных элементов газовых сенсоров на основе углеродных наноструктур
Руководитель Ильин Олег Игоревич, Кандидат технических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" , Ростовская обл
Конкурс №29 - Конкурс 2018 года по мероприятию «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-710 - Новые материалы для наноэлектронных приборов
Ключевые слова углеродные наноструктуры, гибридные углеродные наноструктуры, углеродные нанотрубки, плазмохимическое осаждение из газовой фазы, газовые сенсоры
Код ГРНТИ47.13.07
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
В настоящее время в устройствах экологического контроля и безопасного жизнеобеспечения применяются различные типы сенсоров газа. Однако в условиях сложной техногенной обстановки и угрозах террористической опасности к сенсорам газа предъявляются все большие требования (скорость срабатывания, стабильность, селективность, длительность и возможность автономной работы). При этом существующие сенсоры накладывают значительные ограничения на режимы и области их эксплуатации. Решением этих проблем является использование в качестве чувствительных элементов сенсоров углеродных наноструктур, которые позволяют повысить чувствительность, селективность и стабильность рабочих характеристик, технологичность и дешевизну при серийном производстве, обеспечить устойчивость к ложному срабатыванию и снижению энергопотребления. Кроме того, селективность при детектировании отдельных газов может быть повышена за счет модификации поверхности углеродных наноструктур различными наночастицами. Однако проблема воспроизводимого получения углеродных наноструктур с контролируемыми размерами, заданными свойствами и сформированными в заданном месте устройства сдерживает их массовое применение.
Целью работы является проведение научно-исследовательской работы по разработке методов создания и исследованию чувствительных элементов газовых сенсоров на основе углеродных наноструктур и разработке физических принципов управляемого роста углеродных наноструктур методом плазмохимического осаждения из газовой фазы, а также модификации их свойств для повышения энергоэффективности чувствительных элементов..
В рамках данного проекта будут разработаны и реализованы методики управляемого роста углеродных наноструктур методом плазмохимического осаждения из газовой фазы, модификации свойств углеродных наноструктур методом локального осаждения из высокоселективной газовой химии под действием фокусированных ионных пучков и локального выращивания углеродных наноструктур в заданном месте. С помощью современных методов анализа поверхности и структуры твердых тел (зондовой микроскопии, растровой электронной микроскопии, спектроскопии комбинационного рассеивания, рентгеновской спектроскопии поглощения) будут установлены зависимости физических, геометрических и структурных характеристик углеродных наноструктур от режимов их формирования. На основе полученных результатов будут разработаны технологические основы формирования чувствительных элементов на основе углеродных наноструктур и выполнен комплекс экспериментальных исследований их газочувствительности. Экспериментальные исследования, направленные на установление физических принципов, режимов формирования и модификации свойств углеродных наноструктур будут выполнены с использованием уникальных научных установок НОЦ и ЦКП «Нанотехнологии» Южного федерального университета.
Научная новизна работы состоит в том, что будет разработана физико-математическая модель образования центров каталитического роста углеродных наноструктур с учетом влияния материала подслоя и подложки, которая позволит прогнозировать параметры наноструктур в зависимости от технологических режимов их выращивания. Будут установлены закономерности влияния режимов плазмохимического осаждения из газовой фазы (температуры, времени отжига, материала подслоя, времени активации и роста) на параметры каталитических центров и углеродных наноструктур.
Достижимость решения поставленных задач обусловлена потенциалом и опытом заявителя в области выращивания, исследования электромеханических и газочувствительных свойств углеродных наноструктур, подкрепленных соответствующими публикациями в изданиях, входящих в базы данных Web of Science и Scopus.
Полученные в ходе реализации проекта результаты могут быть положены в основу развития новых технологий в области управляемого роста и модификации свойств углеродных наноструктур для производства чувствительных элементов энергоэффективных газовых сенсоров.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ