1561-5405 10.24151/1561-5405 Proceedings of Universities. Electronics Scientifical and technical journal "Proceedings of Universities. Electronics" Научно-технический журнал «Известия высших учебных заведений. Электроника» 1561-5405 2587-9960 National Research University of Electronic Technology Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" 10.24151/1561-5405-2024-29-2-139-146SVXGUG621.382Mатериалы электроникиDevelopment of layers based on molybdenum oxide for semiconductor gas sensorsРазработка слоев на основе оксида молибдена для полупроводниковых газовых датчиковНалимова Светлана СергеевнаНалимоваСветлана СергеевнаNalimovaSvetlana S.Svetlana S. NalimovaШомахов Замир ВалериевичШомаховЗамир ВалериевичShomakhovZamir V.Zamir V. ShomakhovМошников Вячеслав АлексеевичМошниковВячеслав АлексеевичMoshnikovVyacheslav A.Vyacheslav A. MoshnikovСанкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина) (Россия, 197376, г. Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, 5)Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х. М. Бербекова (Россия, 360004, Кабардино-Балкарская Республика, г. Нальчик, ул. Чернышевского, 173)11022026Том. 29 №2139146http://ivuz-e.ru/issues/..Том 29 №2/razrabotka_sloev_na_osnove_oksida_molibdena_dlya_poluprovodnikovykh_gazovykh_datchikov/http://ivuz-e.ru#

During gas sensors development the selection of an appropriate gas-sensing material is essential. Currently, the development of new gas-sensitive layers based on molybdenum oxide MoO3 and the improvement of their sensor characteristics are of great interest. In this work, a gas-sensitive layer of MoO3 was obtained by hydrothermal method followed by annealing at 400 °C for 2 hours. The surface elemental composition of the produced sample was analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy. The sensor response, response and recovery times of the gas-sensitive layer were studied to isopropyl alcohol vapors at different working temperatures. It was shown that chemical composition corresponds to MoO3, but adsorbed hydroxyl groups are also observed on the surface. The analysis of sensor properties showed that the sensitivity at 250 and 150 °C is 13.3 and 5.5 respectively. It has been established that the layers synthesized by the hydrothermal method based on MoO3 demonstrate sensibility to isopropyl alcohol vapors even at 150 °C.

При разработке газовых датчиков важное значение имеет выбор подходящего газочувствительного материала. В настоящее время большой интерес представляют разработка новых газочувствительных слоев на основе оксида молибдена MoO3 и улучшение их сенсорных характеристик. В работе газочувствительный слой MoO3 получен гидротермальным методом с последующим отжигом при температуре 400 °С в течение 2 ч. Элементный состав поверхности полученного образца проанализирован с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Проведены исследования сенсорного отклика, времени отклика и восстановления газочувствительного слоя к парам изопропилового спирта при различных рабочих температурах. Показано, что химический состав соответствует MoO3, но на поверхности также наблюдаются адсорбированные гидроксильные группы. Анализ сенсорных свойств показал, что чувствительность при температурах 250 и 150 °С составляет соответственно 13,3 и 5,5. Установлено, что синтезированные гидротермальным методом слои на основе наночастиц MoO3 проявляют чувствительность к парам изопропилового спирта уже при температуре 150 °С.

оксид молибденагидротермальный синтезгазовый датчикрентгеновская фотоэлектронная спектроскопияповерхностьmolybdenum oxidehydrothermal synthesisgas sensorX-ray photoelectron spectroscopysurface Construction of three-dimensional flower-like α-MoO3 with hierarchical structure for highly selective triethylamine sensor / L.-L. Sui, Y.-M. Xu, X.-F. Zhang et al. // Sensors and Actuators B. 2015. Vol. 208. P. 406-414. DOI: 10.1016/j.snb.2014.10.138 EDN: UTDYDZUltrasonic synthesis of MoO3 nanorods and their gas sensing properties / S. Bai, S. Chen, L. Chen et al. // Sensors and Actuators B. 2012. Vol. 174. P. 51-58. DOI: 10.1016/j.snb.2012.08.015 EDN: KQTIZWXu K., Liao N., Xue W., Zhou H. First principles investigation on MoO3 as room temperature and high temperature hydrogen gas sensor // Int. J. Hydrog. Energy. 2020. Vol. 45. Iss. 15. P. 9252-9259. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2020.01.065 EDN: PWQWZAPorous silicon/α-MoO3 nanohybrid based fast and highly sensitive CO2 gas sensors / T. Thomas, Y. Kumar, J. A. R. Ramón et al. // Vacuum. Vol. 184. Art. ID: 109983. DOI: 10.1016/j.vacuum.2020.109983A fast response ppb-level aniline gas sensor based on hierarchical hollow spheres of α-Fe2O3/α-MoO3 heterostructure / L. Sui, W. Zhang, P. Wang et al. // Sensors and Actuators B. 2021. Vol. 346. Art. ID: 130519. DOI: 10.1016/j.snb.2021.130519 EDN: DMHZAGSynthesis of MoO3/reduced graphene oxide hybrids and mechanism of enhancing H2S sensing performances / S. Bai, C. Chen, R. Luo et al. // Sensors and Actuators B. 2015. Vol. 216. P. 113-120. DOI: 10.1016/j.snb.2015.04.036 EDN: UQRVGTLow temperature synthesis of MoS2 and MoO3: MoS2 hybrid thin films via the use of an original hybrid sulfidation technique / H. Ftouhi, H. Lamkaouane, G. Louarn et al. // Surf.Interfaces. 2022. Vol. 32. Art. ID: 102120. DOI: 10.1016/j.surfin.2022.102120 EDN: ONJNEPSynthesis of β-Mo2C thin films / C. A. Wolden, A. Pickerell, T. Gawai et al. // Appl. Mater.Interfaces. 2011. Vol. 3. Iss. 2. P. 517-521. DOI: 10.1021/am101095h EDN: PHQPPVSynthesis and characterization of an α-MoO3 nanobelt catalyst and its application in one-step conversion of fructose to 2,5-diformylfuran / Z. Yang, B. Zhu, Y. He et al. // New J. Chem. 2021. Vol. 45. Iss. 36. P. 16482-16489. DOI: 10.1039/D1NJ02679H EDN: JJMXOCМошников В. А., Налимова С. С., Селезнев Б. И. Газочувствительные слои на основе фрактально-перколяционных структур // ФТП. 2014. Т. 48. № 11. С. 1535-1539. EDN: SNVWUZMoshnikov V. A., Nalimova S. S., Seleznev B. I. Gas-sensitive layers based on fractal-percolation structures. Semiconductors, 2014, vol. 48, iss. 11, pp. 1499–1503. https://doi.org/10.1134/S1063782614110177