ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДАТЧИК АММИАКА

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДАТЧИК АММИАКА
Полезная модель относится к области газового анализа, в частности, к детектирующим устройствам, применяемым для регистрации и измерения содержания микропримесей аммиака и других газов. Полезная модель может быть использована для решения задач экологического контроля.
Известен датчик (детектор) по теплопроводности, действие которого основано на различии между теплопроводностью паров вещества и газа-носителя (Вяхирев Д.А., Шушукова А.Ф. Руководство по газовой хроматографии. М.: Высш. Школа, 1987.-287 с).
Однако, чувствительность такого датчика (детектора) ограничивается на вещества с теплопроводностью, близкой к теплопроводности газа-носителя. Например, при использовании этого датчика для анализа аммиака точность определения невысока.
Известен датчик (Будников Г.К. Что такое химические сенсоры // Соросовский образовательный журнал. 1998, №3. С. 75), позволяющий определять содержание аммиака с большей чувствительностью.
2
2
3
2
3
2-
-
Однако, он сложен по конструкции и механизму получения отклика на присутствие определяемого компонента: включает в качестве преобразователя-полупроводника оксид металла (SnO, InO, NbO) и нанесенный на его поверхность адсорбционный слой специального материала, дающий названный отклик. Для получения отклика необходимы такие дополнительные операции, как нагревание оксида до 200-400°C, так как при комнатной температуре он является диэлектриком и не проводит электрический ток, хемосорбция на нагретой поверхности кислорода воздуха, сопровождающаяся образованием отрицательно заряженных ионов О, О и взаимодействием последних с определяемым газом (его             Техническим результатом полезной модели является повышение чувствительности и технологичности изготовления датчика.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном газовом датчике, содержащем полупроводниковое основание с металлическими электродами и непроводящую подложку, согласно техническому решению, полупроводниковое основание выполнено в виде пластины монокристаллического арсенида галлия.
При этом исключается операция выращивания эпитаксиальной пленки арсенида галлия. Эта операция основана на осуществлении сложной газотранспортной реакции. Поэтому нуждается в разработке специальной, экологически безопасной технологии и соответственно является весьма продолжительной, трудоемкой и затратной.
NH3
NH3
1(NH3)
2(NH3))
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где представлены: на фиг. 1 - конструкция заявляемого датчика, на фиг. 2 - кривые зависимости величины адсорбции аммиака от температуры при различных начальных давлениях (P)>на фиг. 3 - градуировочная кривая зависимости изменения электропроводности (Δσ) полупроводниковой пластины в процессе адсорбции при комнатной температуре от начального давления аммиака (P). Кривые на фиг. 2 демонстрируют заметную адсорбцию аммиака на поверхности полупроводникового основания при комнатной температуре, увеличивающуюся с ростом начального давления (>; градуировочная кривая на фиг. 3 наглядно указывает на высокую адсорбционную чувствительность полупроводникового основания к аммиаку.
Датчик состоит из полупроводникового основания 1, выполненного в виде пластины монокристаллического арсенида галлия с металлическими токопроводящими контактами 2 и непроводящей подложки 3 (фиг. 1).
Принцип работы такого датчика основан на адсорбционно-десорбционных процессах, протекающих на полупроводниковой пластине и вызывающих изменение ее электропроводности.