Сенсоры измерительно-информационных систем. Часть 1. Тутов Е.А - 15 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

15
металлической частицы гораздо сильнее зависит от состава газовой среды , чем
работа выхода компактного полупроводника:
во- первых, из-за высокодисперсного состояния металла;
во- вторых, из-за более низкой энергии активации хемосорбции газов на
благородных металлах , чем на полупроводнике;
в-третьих, из-за диффузии и растворения некоторого количества газа в
объеме металлической частицы ;
в-четвертых, из-за легкого протекания реакции окисления-восстановления
благородных металлов.
Изменение работы выхода электрона металла при адсорбции на его
поверхности газов описывается выражением:
∆ϕ=-µ(θ)Νθ/ε
o
,
где N - концентрация поверхностных состояний, µ(θ) - эффективный
дипольный момент связи адсорбат- адсорбент, θ - доля поверхности , занятой
адсорбентом , ε
o
- диэлектрическая постоянная вакуума.
Величина изменения работы выхода компактных металлов в газовых
средах может достигать величины одного эВ . Так , при экспозиции в атмосфере
озона монокристаллического образца золота (300 K) на его поверхности
адсорбируется до 1 монослоя O
2
, при этом работа выхода грани (111) Au
увеличивается на 0.8 эВ . Методом Оже было установлено, что изменение
работы выхода электрона вызвано образованием нестойкого поверхностного
соединения Au
2
O
3
. На спектре температурно- программируемой десорбции
зафиксирован острый пик при температуре ∼ 550 K, который соответствует
разложению окисла. Работа выхода после разложения Au
2
O
3
релаксирует к
своему начальному значению .
Аналогичные окислительно - восстановительные реакции наблюдаются в
сенсорной системе Pd/SnO
2
. Методом РФЭС было обнаружено изменение
степени окисления Pd под действием H
2
. Допирование проводилось путем
пропитки SnO
2
раствором соли PdCl
2
с последующим прогревом на воздухе до
850
о
С . Полученный образец содержал Pd в виде окислов PdO
2
и PdO,
причем, относительное содержание Pd
+4
было 66%, а Pd
+2
-34%. После
экспозиции сенсора в атмосфере водорода при комнатной температуре в
течение 25 минут относительное содержание Pd
+4
уменьшилось до 13%, Pd
+2
возросло до 78%, остальное составил металлический Pd. Изменение степени
окисления Pd происходит и при воздействии на сенсор CO, но при более
высокой температуре (∼ 200
о
С ).
Методом Кельвина и Оже -спектроскопии был исследован
поликристаллический слой Pt, приготовленный методом вакуумной
конденсации. Предварительная экспозиция в кислороде и в водороде (10
-2
Па и
500 K) сопровождалась изменением работы выхода на 0.5 эВ . Адсорбция на
платине предельных и непредельных углеводородов приводит к их
разложению и науглероживанию поверхности платины . Этот процесс

Страницы