Сенсори контролю параметрів довкілля на основі провідних полімерів - Автореферат

Національний університет “Львівська політехніка”Офіційні опоненти - доктор технічних наук, професор ОСАДЧУК Володимир Степанович, завідувач кафедри “Електроніка” Вінницького Національного технічного університету доктор технічних наук, професор МАТВІЙКІВ Михайло Дмитрович, професор кафедри “Електронні засоби інформаційно-компютерних технологій” Національного університету „Львівська політехніка” Захист відбудеться 27 лютого 2007 р. о 1430 на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.052.12 у Національному університеті “Львівська політехніка” (79013, м.Львів, вул.С.Бандери, 12, ауд.226 головного корпусу). З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного університету “Львівська політехніка” (79013, м.Львів, вул.Професорська, 1). В роботі наведено фізичне обґрунтування і створено волоконно-оптичні сенсори рівня водневого покажчика середовища та концентрації аміаку, які працюють на ефекті розсіювання світла в гетеропереході поліанілін-кварцове волокно і є сумісні з сучасними вимірювальними приладами аналізу робочих характеристик волоконно-оптичних ліній звязку. На основі розробленого технологічного методу вакуумного напилення полімерних плівок на оптично прозорі напівпровідники виявлено температурні умови одержання чутливих до зовнішніх чинників шарів поліаналіну, показано, що одним із основних чинників, який впливає на чутливість розробленого сенсора є метод нанесення чутливого полімерного шару, а саме, при термічному вакуумному напиленні чутливість сенсора в 1,5 рази вища, ніж при хімічній полімеризації. довкілля мікроелектронний оптичний сенсорНа сьогодні для створення таких сенсорів досліджено гетеросистеми типу оптично прозорий напівпровідник - провідний полімер, який формується хімічним методом. Наші пошукові дослідження показали, що одним із перспективних напрямків сенсорної техніки довкілля є створення на основі провідних полімерів тонких, чутливих до РН, NH3 плівок методом термічного осадження на напівпровідниках та оптичному волокні і розробка на їх основі гетероструктур для мікроелектронних сенсорних пристроїв, що є актуальною задачею. Для цього нами поставлена мета дослідити, модифікувати існуючі та створити нові сенсорні структури з застосуванням гетероструктур системи оптично прозорий напівпровідник - провідний полімер та волоконний світловод - провідний полімер для сенсорів РН, NH3. Для досягнення поставленої мети вирішувались такі задачі: створення мікроелектронних сенсорів довкілля (РН, NH3) на основі чутливих плівок поліаніліну (ПАН), отриманих методом термічного напилення для гетероструктур системи напівпровідник - ПАН та волоконний світловод - ПАН; З урахуванням виявлених максимальних змін у спектрах оптичного поглинання вакуумно напилених плівок ПАН у гетероструктурах оптично прозорий напівпровідник - ПАН, показано, що для сенсорів РН та NH3 довжину світлової хвилі необхідно задати 850нм, що сумісно з сучасними компонентами волоконно-оптичних ліній звязку.Проведені комплексні дослідження плівок ПАН, отриманих методом електрохімічної полімеризації на оптично прозорих напівпровідниках, вказують на наявність певної неоднорідності плівок, що призводить до втрат оптичного інформаційного сигналу. Термогравіметричними дослідженнями встановлено, що для ПАН властиві декілька основних екстремумів втрати маси, ендо-або екзотермічний характер яких свідчить про перебіг структурних змін у полімері. Плівки, отримані при температурі 180ОС, мають острівковий характер і світло-жовте забарвлення, властиве непровідній лейкоемеральдиновій формі ПАН з низьким ступенем спряження полімерного ланцюга. Водночас напилення при температурі 450ОС дає змогу отримати плівку ПАН у формі емеральдину, що легко піддається протонному легуванню. Характер залежності оптичного відгуку модельної структури кварцовий стержень - ПАН від рівня РН та тиску аміаку добре узгоджується з результатами спектроскопічних досліджень плівок ПАН, осаджених на оптично прозорі підкладки (розділ 3), в тому розумінні, що зменшення пропускаючої здатності оптичного сигналу повязане зі зменшенням поглинання в плівці, що супроводжується проникненням випромінювання з кварцового осердя в полімерну плівку.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ