На сегодняшний день для измерения в окружающей среде концентрации газов различной природы широко используются датчики с чувствительными резистивными элементами на основе полупроводниковых оксидов металлов. Одной из основных проблем их использования является необходимость нагрева чувствительного элемента до высоких температур. В связи с этим ведется большое количество научно-исследовательских работ по поиску новых материалов и модификации уже имеющихся. К числу материалов, привлекающих большой интерес в данной области, относятся халькогениды переходных металлов. В данной работе изучаются монокристаллические ди- и трихалькогениды переходных металлов в качестве чувствительных элементов сенсоров на летучие органические вещества. Показано, что образцы в зависимости от их природы при комнатной температуре проявляют либо положительный, либо отрицательный отклик на присутствие в атмосфере газа восстановительной природы, этанола, т. е. электросопротивление образцов либо увеличивается либо уменьшается соответственно.
Кузнецов Виталий Анатольевич
1. Fraden J. Handbook of modern sensors: physics, designs, and applications. – 5th ed. – Cham [et al.]:Springer International Publishing Switzerland, 2016.
2. Korotcenkov G. Handbook of gas sensor materials. Vol. 1. Conventional approaches. – New York: Springer, 2013. – 442 p.
3. Korotcenkov G. Handbook of gas sensor materials. Vol. 2. New trends and technologies. – New York: Springer, 2014. – 454 p.
4. Soloman S. Sensors handbook. – 2nd ed. – New York [et al.]: McGraw-Hill, 2010. – 1385 p.
5. Modern sensors handbook / ed. by P. Ripka, A. Tipek. – London: ISTE Ltd, 2007.
6. Determination of the electrical behaviour of surfactant treated polymer/carbon black composite gas sensors / K. Arshak, E. Moore, L. Cavanagh, J. Harris, B. McConigly, Cunniffe C., G. LyonsS. Clifford// Composites. Part A: Applied Science and Manufacturing. – 2005. – Vol. 36 (4). – P. 487–491. – DOI: 10.1016/j.compositesa.2004.10.015.
7. Bondavalli P., Legagneux P., Pribat D. Carbon nanotubes based transistors as gas sensors: state of the art and critical review // Sensors and Actuators B: Chemical. – 2009. – Vol. 140 (1). – P. 304–318. – DOI: 10.1016/j.snb.2009.04.025.
8. Two-dimensional layered nanomaterials for gas-sensing applications / W. Yang, L. Gan, H. Li, T. Zhai // Inorganic Chemistry Frontiers. – 2016. – Vol. 3. – P. 433–451. – DOI: 10.1039/C5QI00251F.
9. Tunable volatile-organic-compound sensor by using au nanoparticle incorporation on MoS2 / S.-Y. Cho, H.-J. Koh, H.-W. Yoo, J.-S. Kim,H.-T. Jung// ACS Sensors. – 2017. – Vol. 2 (1). –P. 183–189. – DOI: 10.1021/acssensors.6b00801.
10. MoS2 nanosheet–Pd nanoparticle composite for highly sensitive room temperature detection of hydrogen / C. Kuru, C. Choi, A. Kargar, D. Choi, Y.J. Kim,C.H. Liu, S. Yavuz, S. Jin // Advanced Science. – 2015. – Vol. 2 (4). – P. 1500004. – DOI: 10.1002/advs.201500004.
11. Metal sulfides as sensing materials for chemoresistive gas sensors / A. Gaiardo, B. Fabbri, V. Guidi, P. Bellutti, A. Giberti, S. Gherardi, L. Vanzetti, C. Malagù,G. Zonta// Sensors. – 2016. –Vol. 16 (3). – P. 296. – DOI:10.3390/s16030296.
12. Highly sensitive MoTe2 chemical sensor with fast recovery rate through gate biasing / Z. Feng, Y. Xie, J. Chen, Y. Yu, S. Zheng, R. Zhang, Q. Li, X. Chen, C. Sun, H. Zhang, W. Pang, J. Liu,D. Zhang// 2D Materials. – 2017. – Vol. 4 (2). – P. 025018. – DOI: 10.1088/2053-1583/aa57fe.
13. Bifunctional sensing characteristics of chemical vapor deposition synthesized atomic-layered MoS2 / B. Cho, A.R. Kim, Y. Park, J. Yoon, Y.-J. Lee, S. Lee, T.J. Yoo, C.G. Kang, B.H. Lee, H.C. Ko, D.-H. Kim,M.G. Hahm//ACS Applied Materials &Interfaces. – 2015. – Vol. 7 (4). – P. 2952–2959. – DOI:10.1021/am508535x.
14. Photoresponsive and gas sensing field-effect transistors based on multilayer WS2 nanoflakes / N. Huo, S. Yang, Z. Wei, S.-S. Li, J.-B. Xia,J. Li// Scientific Reports. – 2014. – Vol. 4. – P. 5209. – DOI: 10.1038/srep05209.
15. Late D.J., Doneux T., Bougouma M. Single-layer MoSe2 based NH3 gas sensor // Applied Physics Letters. – 2014. – Vol. 105 (23). – P. 233103. – DOI: 10.1063/1.4903358.
16. Chemical vapor sensing with monolayer MoS2 / F.K. Perkins, A.L. Fried-man, E. Cobas, P.M. Campbell, G.G. Jernigan, B.T. Jonker// Nano Letters. – 2013. – Vol. 13 (2). – P. 668–673. – DOI: 10.1021/nl3043079.
17. Fabrication of flexible MoS 2 thin-film transistor arrays for practical gas-sensing applications / Q. He, Z. Zeng, Z. Yin, H. Li, S. Wu, X. Huang,H. Zhang// Small. – 2012. – Vol. 8 (19). – P. 2994–2999. – DOI: 10.1002/smll.201201224.
18. Functionalization of transition metal dichalcogenides with metallic nanoparticles: implications for doping and gas-sensing / D. Sarkar, X. Xie, J. Kang, H. Zhang, W. Liu, J. Navarrete, M. Moskovits,K. Banerjee// Nano Letters. – 2015. – Vol. 15 (5). – P. 2852–2862. – DOI: 10.1021/nl504454u.
19. Tungsten dichalcogenides as possible gas-sensing elements / V.A. Kuznet-sov, A.Y. Ledneva, S.B. Artemkina, M.N. Kozlova, G.E. Yakovleva, A.S. Ber-dinsky, A.I. Romanenko,V.E. Fedorov//2017 40th International Convention on Information and Communication Technology, Electronics and Microelectronics (MIPRO), May 22–26, 2017, Opatija, Croatia: Proceedings. – Opatija, Croatia, 2017. –P. 48–52.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (грант № 14-13-00674)
Халькогениды переходных металлов в качестве чувствительных элементов газовых сенсоров / В.А. Кузнецов, А.А. Федоров, М.А. Наберухин, А.С. Бердинский, П.А. Полтарак, В.Е. Федоров // Сборник научных трудов НГТУ. – 2018. – № 3–4 (93). – С. 136–146. – DOI: 10.17212/2307-6879-2018-3-4-136-146.
Kuznetsov V.A., Fedorov A.A., Naberukhin M.A., Berdinsky A.S., Poltarak P.A., Fedorov V.E. Khal'kogenidy perekhodnykh metallov v kachestve chuvstvitel'nykh elementov gazovykh sensorov [Transition metal chalcogenides as sensitive elements for gas sensors]. Sbornik nauchnykh trudov Novosibirskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta – Transaction of scientific papers of the Novosibirsk state technical university, 2018, no. 3–4 (93), pp. 136–146. DOI: 10.17212/2307-6879-2018-3-4-136-146.
