На сегодняшний день наиболее используемым типом сенсоров паров этанола являются резистивные газовые сенсоры на основе полупроводников. Применение в качестве чувствительной структуры пористого кремния, например por-Si/Pd, сформированной металл-стимулированным травлением, позволяет формировать чувствительный элемент и электронную обвязку в едином технологическом процессе. В работе показана возмож-ность формирования резистивных газовых сенсоров методом металл-стимулированного химического травления кремния. Сформированы экспериментальные образцы на основе пористого кремния p- и n-типа проводимости. Представлено эмпирическое объяснение механизма чувствительности к этанолу исследуемых структур. Показана возможность формирования чувствительной структуры и электронной обвязки в едином технологиче-ском процессе.
1. Ethanol sensing properties and reduced sensor resistance using porous Nb2O5-TiO2 n-n junction nanofibers / G. Li, X. Zhang, H. Lu et al. // Sensors and actuators B: Chemical. 2019. Vol. 283. P. 602–612. https://doi.org/10.1016/j.snb.2018.12.074
2. Boroujerdi R., Paul R. Introducing graphene–indium oxide electrochemical sensor for detecting ethanol in aqueous samples with CCD-RSM optimization // Chemosensors. 2022. Vol. 10. Iss. 2. Art. No. 42. https://doi.org/10.3390/chemosensors10020042
3. Wang C., Li R., Feng L., Xu J. The SnO2/MXene composite ethanol sensor based on MEMS platform // Chemosensors. 2022. Vol. 10. Iss. 3. Art. No. 109. https://doi.org/10.3390/chemosensors10030109
4. Charishma A., Veena Devi Shastrimath V., Pinto R. An ethanol sensor review: Materials, techniques and performance // Sahyadri International Journal of Research. 2017. Vol. 3. Iss. 1. P. 37–46.
5. Barillaro G., Nannini A., Pieri F. APSFET: a new, porous silicon-based gas sensing de-vice // Sensors and Actuators B: Chemical. 2003. Vol. 93. Iss. 1–3. P. 263–270. https://doi.org/10.1016/S0925-4005(03)00234-X
6. Observation of oxygen gas effect on porous silicon-based sensors / S. Khoshnevis, R. S. Dariani, M. E. Azim-Araghi et al. // Thin Solid Films. 2006. Vol. 515. Iss. 4. P. 2650–2654. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2006.05.044
7. Yousif A. A., Abed H. R., Alwan A. M. Different electrode configurations for NH3 gas sensing based on macro porous silicon layer // Silicon. 2022. Vol. 14. P. 3269–3280. https://doi.org/10.1007/s12633-021-01058-8
8. Design and fabrication of hydrogen sulfide (H2S) gas sensor using PtSi/porous n-Si Schottky diode / H. D. Fard, S. Khatami, N. Izadi et al. // Sens. Mater. 2013. Vol. 25. Iss. 5. P. 297–308.
9. Гаман В. И. Физика полупроводниковых газовых сенсоров: монография. Томск: Изд-во науч.-техн. литературы, 2012. 110 с.
10. Saha H. Porous silicon sensors – elusive and erudite // International Journal on Smart Sensing and Intelligent Systems. 2008. Vol. 1. Iss. 1. P. 34–56. https://doi.org/10.21307/ijssis-2017-277
11. Preparation of porous silicon by electrochemical etching methods and its morphological and optical properties / J. Xu, Sh. Liu, Y. Yang et al. // Int. J. Electrochem. Sci. 2019. Vol. 14. Iss. 6. P. 5188–5199. https://doi.org/10.20964/2019.06.10
12. Kuntyi O., Zozulya G., Shepida M. Porous silicon formation by electrochemical etching // Advances in Materials Science and Engineering. 2022. Vol. 2022. Art. ID: 1482877. https://doi.org/10.1155/2022/1482877
13. Polisski S. Porous silicon / noble metal nanocomposites for catalytic applications: diss. for the PhD (Chem. and Mater. Sci.). Bath, 2010. 163 p.
14. Получение гидрофобного пористого кремния с помощью металл-стимулированного травления в присутствии Pd-катализатора / О. В. Воловликова, С. А. Гаврилов, Г. О. Силаков и др. // Электрохимия. 2019. Т. 55. № 12. С. 1452–1462. https://doi.org/10.1134/S0424857019120181
15. Влияние температуры формирования на морфологию por-Si, получаемого методом Pd-стимулированного химического травления / Г. О. Силаков, О. В. Воловликова, С. А. Гаврилов и др. // Физика и техника полупроводников. 2020. Т. 54. № 8. С. 743–747. https://doi.org/10.21883/FTP.2020.08.49645.9356
16. Zeng W., Liu T., Wang Zh. UV light activation of TiO2-doped SnO2 thick film for sens-ing ethanol at room temperature // Materials Transactions. 2010. Vol. 51. Iss. 2. P. 243–245. https://doi.org/10.2320/matertrans.MC200904
17. Tailoring porous/filament silicon using the two-step Au-assisted chemical etching of p-type silicon for forming an ethanol electro-oxidation layer / O. Volovlikova, Yu. Shilyaeva, G. Silakov et al. // Nanotechnology. 2022. Vol. 33. No. 23. Art. No. 235302. https://doi.org/10.1088/1361-6528/ac56f6
18. Kolasinski K. W. The mechanism of galvanic/metal-assisted etching of silicon // Nanoscale Res. Lett. 2014. Vol. 9. Art. No. 432. https://doi.org/10.1186/1556-276X-9-432
19. Barsan N., Weimar U. Conduction model of metal oxide gas sensors // Journal of Electroceramics. 2001. Vol. 7. Iss. 3. P. 143–167. https://doi.org/10.1023/A:1014405811371
20. High sensitive NH3 sensor based on electrochemically etched porous silicon / B. A. Khaniyev, Y. Sagidolda, K. K. Dikhanbayev et al. // Cogent Engineering. 2020. Vol. 7. Iss. 1. Art. No. 1810880. https://doi.org/10.1080/23311916.2020.1810880
21. The mechanism of water oxidation: from electrolysis via homogeneous to biological ca-talysis / H. Dau, C. Limberg, T. Reier et al. // ChemCatChem. 2010. Vol. 2. P. 724–761. https://doi.org/10.1002/cctc.201000126
22. Lutz J., Schlangenotto H., Scheuermann U., De Doncker R. Semiconductor power de-vices: Physics, characteristics, reliability. Berlin; Heidelberg: Springer, 2011. XII, 536 p. https://doi.org/10.1007/978-3-642-11125-9
23. Graphene-doped tin oxide nanofibers and nanoribbons as gas sensors to detect bi-omarkers of different diseases through the breath / C. Sánchez-Vicente, J. P. Santos, J. Lozano et al. // Sensors. 2020. Vol. 20. Iss. 24. Art. No. 7223. https://doi.org/10.3390/s20247223