Диссертация

Работа посвящена установлению процессов, ответственных за формирование сенсорного отклика нанокристаллических материалов на основе широкозонных полупроводниковых оксидов к кислороду, диоксиду азота, ацетону и аммиаку, в условиях фотоактивации ультрафиолетовым излучением (370 нм). Объектами исследования являются синтезированные порошки нанокристаллических оксидов ZnO, In2O3, SnO2 и нанокомпозитов ZnO/Pd, ZnO/Pt, In2O3/Pd, In2O3/Pt, SnO2/Pd, SnO2/Pt, а также толстые пористые плёнки этих порошков. Для изучения взаимодействия газов-аналитов с исследуемыми материалами в работе впервые разработаны и применены in-situ и operando методики масс-спектрометрического эксперимента, а также in-situ методика ИК-спектрометрии диффузного отражения с временным разрешением (непосредственно при УФ-подсветке образца). Впервые показано, что широко распространённая гипотеза, заключающаяся в том, что фотодесорбция NO2 за счёт взаимодействия с неравновесными носителями заряда при фотоактивации определяет увеличение сенсорного отклика исследуемых материалов при детектировании NO2 в условиях фотоактивации, не получает экспериментального обоснования в выбранных условиях. Впервые показано, что кроме предполагаемого в литературе фотоактивируемого окисления, при детектировании газов-восстановителей в условиях фотоактивации существенную роль играет процесс фотодесорбции газа-аналита с поверхности материала. Впервые установлены закономерности, связывающие наблюдаемые свойства материалов с их составом и структурой. Полученные результаты предоставляют сравнительный анализ данных об эффективности фотоактивации исследуемых материалов при детектировании выбранных газов-аналитов в различных температурных режимах, об эффективности модифицирования нанокристаллических материалов платиной и палладием в контексте фотоактивации, а также возможность предсказания долговременной стабильности исследуемых материалов в среде, содержащей выбранные газы-аналиты.