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 18-79-10230
НазваниеИсследование механизма газовой чувствительности полупроводниковых МДП структур
Руководитель Самотаев Николай Николаевич, Кандидат технических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" , г Москва
Конкурс №30 - Конкурс 2018 года по мероприятию «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» 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 Химические датчики, Датчики полевых эффектов, Металл-изолятор-полупроводники, Низкие концентрации, чувствительный механизм
Код ГРНТИ47.03.05
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
В последние годы темпы роста экономики развитых стран определялись развитием наукоемких технологий в большинстве отраслей промышленности. Разработка новых наноструктур и устройств на их основе является актуальным для опережающего развития таких областей, как экология, медицинская техника, приборостроение и водородная энергетика. Последовательное улучшение характеристик и уменьшение стоимости новых наноструктур, которые могут использоваться в этих областях, требует создания новых материалов, конструкций и устройств на их основе. Наноструктурные тонкие пленки металлов и диэлектриков, которые являются основными элементами газовых сенсоров, относятся к числу таких новых нано - материалов, использование которых позволит найти нестандартные решения для повышения характеристик сенсоров: чувствительности, быстродействия, времени эксплуатации (жизни), диапазона доступных концентраций, селективности. Предлагаемый проект соответствует этому направлению и нацелен на:
• исследование элементного, количественного и структурного состава наноразмерных пленок МДП структур, изготовленных методами лазерной абляции, магнетронного распыления, термического напыления, осаждение из газовой фазы;
• разработку модели механизма чувствительности МДП структур к газам. Модель будет включать анализ процессов: адсорбции молекул газов на поверхности металлического электрода, их диффузию через материал электрода, взаимодействие с центрами захвата на границе металл-диэлектрик, диффузию в диэлектрик;
• экспериментальное подтверждение адекватности сформулированной модели на примере изготовленных газочувствительных полупроводниковых МДП структур с различными типами наноструктурированных материалов (и способами их формирования) для слоев металл-диэлектрик.
МДП структура представляет собой конденсатор, обкладками которого служат металлический электрод и пластина полупроводника, между обкладками расположен тонкий слой диэлектрика. Чувствительность МДП структур к газам однозначно связана с составом переходного слоя металл-диэлектрик и структурой пленок металла и диэлектрика. Свойства этих пленок и определяют сенсорные характеристики МДП структур. Научная и техническая новизна предлагаемого проекта состоит в разработке физических моделей процессов, происходящих в МДП структурах под действием газов, а также установление элементного состава и электрофизических свойств, сенсорных МДП структур. Это позволит целенаправленно создавать типы чувствительных элементов для новых, ранее недоступных областей и применений в энергетике, экологии, медицине для обнаружения малых концентраций взрывоопасных и токсичных газов.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1.
Подлепецкий Б.И., Самотаев Н.Н., Коваленко А.В.
Responses’ parameters of hydrogen sensors based on MISFET with Pd(Ag)-Ta2O5-SiO2-Si structure
Sensors and Actuators B: Chemical, 290, 698–705 (год публикации - 2019)
10.1016/j.snb.2019.03.083
2.
Подлепецкий Б.И., Самотаев Н.Н., Никифорова М.Н., Коваленко А.В.
Performance Degradations of MISFET-Based Hydrogen Sensors with a Pd-Ta2O5-SiO2-Si Structure During Long-Term Operation
Sensors, 19, публикация 1855 (год публикации - 2019)
10.3390/s19081855
3. Самотаев Н.Н., Литвинов А.В., Этрекова М.О. Detection Chlorine by Field Effect Sensor Journal of Physics: Conference Series (год публикации - 2019)
4.
Подлепецкий Б., Самотаев Н.
Modeling errors of the misfet-based sensors' characteristics
2019 IEEE 31st International Conference on Microelectronics, MIEL 2019 - Proceedings, Article 8889573, Pages 137-140 (год публикации - 2019)
10.1109/MIEL.2019.8889573
5.
Самотаев Н., Облов К., Литвинов А., Этрекова М.
SnO2-Pd as a Gate Material for the Capacitor Type Gas Sensor
2019 IEEE 31st International Conference on Microelectronics, MIEL 2019 - Proceedings, Article 8889648, Pages 153-156 (год публикации - 2019)
10.1109/MIEL.2019.8889648
6.
Литвинов А.В., Самотаев Н.Н., Этрекова М.О., Клишин Ю.А., Королев Н.А.
Cluster Model of the Mechanism of Sensitivity of Gas Sensors Based on MIS Structures
Physics of Atomic Nuclei, Volume 82, Issue 11, pp. 1499-1502 (год публикации - 2019)
10.1134/S1063778819110115
7.
Самотаев Н., Литвинов А., Этрекова М., Облов К., Филипчук Д., Михайлов А.
Prototype of nitro compound vapor and trace detector based on a capacitive MIS sensor
Sensors, Volume 20, Issue 5, Номер статьи 1514 (год публикации - 2020)
10.3390/s20051514
8.
Этрекова М.О., Литвинов А.В., Самотаев Н.Н., Филипчук Д.В., Облов К.Ю., Михайлов А.А.
Investigation of Selectivity and Reproducibility Characteristics of Gas Capacitive MIS Sensors
Springer Proceedings in Physics, Volume 255, pp. 87-95 (год публикации - 2021)
10.1007/978-3-030-58868-7_10
9.
Литвинов А.В., Самотаев Н.Н., Этрекова М.О., Иванова А.В., Филипчук Д.В.
Hydrogen Concentration Control in Oil filled Power Transformers Using Field Effect Capacitive Gas Sensors
Journal of the Electrochemical Society, Volume 168, Issue 1, Номер статьи 017503 (год публикации - 2021)
10.1149/1945-7111/abd5fb
Публикации
1.
Подлепецкий Б.И., Самотаев Н.Н., Коваленко А.В.
Responses’ parameters of hydrogen sensors based on MISFET with Pd(Ag)-Ta2O5-SiO2-Si structure
Sensors and Actuators B: Chemical, 290, 698–705 (год публикации - 2019)
10.1016/j.snb.2019.03.083
2.
Подлепецкий Б.И., Самотаев Н.Н., Никифорова М.Н., Коваленко А.В.
Performance Degradations of MISFET-Based Hydrogen Sensors with a Pd-Ta2O5-SiO2-Si Structure During Long-Term Operation
Sensors, 19, публикация 1855 (год публикации - 2019)
10.3390/s19081855
3. Самотаев Н.Н., Литвинов А.В., Этрекова М.О. Detection Chlorine by Field Effect Sensor Journal of Physics: Conference Series (год публикации - 2019)
4.
Подлепецкий Б., Самотаев Н.
Modeling errors of the misfet-based sensors' characteristics
2019 IEEE 31st International Conference on Microelectronics, MIEL 2019 - Proceedings, Article 8889573, Pages 137-140 (год публикации - 2019)
10.1109/MIEL.2019.8889573
5.
Самотаев Н., Облов К., Литвинов А., Этрекова М.
SnO2-Pd as a Gate Material for the Capacitor Type Gas Sensor
2019 IEEE 31st International Conference on Microelectronics, MIEL 2019 - Proceedings, Article 8889648, Pages 153-156 (год публикации - 2019)
10.1109/MIEL.2019.8889648
6.
Литвинов А.В., Самотаев Н.Н., Этрекова М.О., Клишин Ю.А., Королев Н.А.
Cluster Model of the Mechanism of Sensitivity of Gas Sensors Based on MIS Structures
Physics of Atomic Nuclei, Volume 82, Issue 11, pp. 1499-1502 (год публикации - 2019)
10.1134/S1063778819110115
7.
Самотаев Н., Литвинов А., Этрекова М., Облов К., Филипчук Д., Михайлов А.
Prototype of nitro compound vapor and trace detector based on a capacitive MIS sensor
Sensors, Volume 20, Issue 5, Номер статьи 1514 (год публикации - 2020)
10.3390/s20051514
8.
Этрекова М.О., Литвинов А.В., Самотаев Н.Н., Филипчук Д.В., Облов К.Ю., Михайлов А.А.
Investigation of Selectivity and Reproducibility Characteristics of Gas Capacitive MIS Sensors
Springer Proceedings in Physics, Volume 255, pp. 87-95 (год публикации - 2021)
10.1007/978-3-030-58868-7_10
9.
Литвинов А.В., Самотаев Н.Н., Этрекова М.О., Иванова А.В., Филипчук Д.В.
Hydrogen Concentration Control in Oil filled Power Transformers Using Field Effect Capacitive Gas Sensors
Journal of the Electrochemical Society, Volume 168, Issue 1, Номер статьи 017503 (год публикации - 2021)
10.1149/1945-7111/abd5fb
Публикации
1.
Подлепецкий Б.И., Самотаев Н.Н., Коваленко А.В.
Responses’ parameters of hydrogen sensors based on MISFET with Pd(Ag)-Ta2O5-SiO2-Si structure
Sensors and Actuators B: Chemical, 290, 698–705 (год публикации - 2019)
10.1016/j.snb.2019.03.083
2.
Подлепецкий Б.И., Самотаев Н.Н., Никифорова М.Н., Коваленко А.В.
Performance Degradations of MISFET-Based Hydrogen Sensors with a Pd-Ta2O5-SiO2-Si Structure During Long-Term Operation
Sensors, 19, публикация 1855 (год публикации - 2019)
10.3390/s19081855
3. Самотаев Н.Н., Литвинов А.В., Этрекова М.О. Detection Chlorine by Field Effect Sensor Journal of Physics: Conference Series (год публикации - 2019)
4.
Подлепецкий Б., Самотаев Н.
Modeling errors of the misfet-based sensors' characteristics
2019 IEEE 31st International Conference on Microelectronics, MIEL 2019 - Proceedings, Article 8889573, Pages 137-140 (год публикации - 2019)
10.1109/MIEL.2019.8889573
5.
Самотаев Н., Облов К., Литвинов А., Этрекова М.
SnO2-Pd as a Gate Material for the Capacitor Type Gas Sensor
2019 IEEE 31st International Conference on Microelectronics, MIEL 2019 - Proceedings, Article 8889648, Pages 153-156 (год публикации - 2019)
10.1109/MIEL.2019.8889648
6.
Литвинов А.В., Самотаев Н.Н., Этрекова М.О., Клишин Ю.А., Королев Н.А.
Cluster Model of the Mechanism of Sensitivity of Gas Sensors Based on MIS Structures
Physics of Atomic Nuclei, Volume 82, Issue 11, pp. 1499-1502 (год публикации - 2019)
10.1134/S1063778819110115
7.
Самотаев Н., Литвинов А., Этрекова М., Облов К., Филипчук Д., Михайлов А.
Prototype of nitro compound vapor and trace detector based on a capacitive MIS sensor
Sensors, Volume 20, Issue 5, Номер статьи 1514 (год публикации - 2020)
10.3390/s20051514
8.
Этрекова М.О., Литвинов А.В., Самотаев Н.Н., Филипчук Д.В., Облов К.Ю., Михайлов А.А.
Investigation of Selectivity and Reproducibility Characteristics of Gas Capacitive MIS Sensors
Springer Proceedings in Physics, Volume 255, pp. 87-95 (год публикации - 2021)
10.1007/978-3-030-58868-7_10
9.
Литвинов А.В., Самотаев Н.Н., Этрекова М.О., Иванова А.В., Филипчук Д.В.
Hydrogen Concentration Control in Oil filled Power Transformers Using Field Effect Capacitive Gas Sensors
Journal of the Electrochemical Society, Volume 168, Issue 1, Номер статьи 017503 (год публикации - 2021)
10.1149/1945-7111/abd5fb