Wide band gap materials and devices for NOx, H2 and O2 gas sensing applications
Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2008
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| Format: | UnknownFormat |
| Sprache: | eng |
| Veröffentlicht: |
2008
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| Online Zugang: | Inhaltsverzeichnis Kurzbeschreibung |
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Tag hinzufügen | Zusammenfassung: | Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2008 Im Rahmen dieser Arbeit sind Feldeffektgassensoren (Schottky Dioden, MOS Kapazitäten, und MOSFET Transistoren) auf der Basis von Halbleitern mit großer Bandlücke (Siliziumkarbid (SiC) und Gallium Nitrid (GaN), sowie resistive Gassensoren, die auf aktiven Indiumoxid-Schichten (In2O3) basieren, für die Detektion von reduzierenden Gasen (H2, D2) und oxidierenden Gasen (NOx, O2), entwickelt worden. Die Entwicklung der Sensoren ist am Institut für Mikro- und Nanoelektronik der Technischen Universität Ilmenau in Zusammenarbeit mit General Electric (GE) Global Research (USA) und der Umwelt- und Sensortechnik GmbH (Geschwenda) durchgeführt worden. Kapitel 1: dient als eine Einführung in das mit dieser Arbeit verbundene wissenschaftliche Feld. Die theoretischen Grundlagen der Festkörper-Gassensoren werden dargestellt. Zusätzlich werden in diesem Kapitel die relevanten Eigenschaften der Materialien mit großer Bandlücke (SiC und GaN) präsentiert. Kapitel 2: Pt/GaN Schottky Dioden mit verschiedener Dicke des katalytischen Metalls werden als Wasserstoffgasdetektoren vorgestellt. Die Fläche sowie die Dicke von Pt-gates wurden zwischen 250 × 250 ?m2 und 1000 × 1000 ?m2, 8 und 40 nm, systematisch variiert. Die Sensorantwort (Sensorsreaktion) auf 1 vol.% Wasserstoff in synthetischer Luft wurde in Abhängigkeit von der aktiven Fläche, der Pt-Dicke, und der Betriebstemperatur untersucht. Durch Anheben der Betriebstemperatur auf ca. 350°C und durch Reduzierung der Dicke des Pt auf 8 nm beobachteten wir eine beträchtliche Erhöhung der Empfindlichkeit sowie eine Verkürzung der Ansprech- und Erholzeiten. Untersuchungen am Elektronenmikroskop zeigten, dass das dünnere Platin eine höhere Korngrenzendichte aufwies. Die Erhöhung der Empfindlichkeit gemeinsam mit der Reduzierung der Dicke des Pt deuten auf die Dissoziierung von molekularem Wasserstoff an der Oberfläche, die Diffusion atomaren Wasserstoffs entlang der Korngrenzen des Platins und die Adsorption von Wasserstoff an der Pt/GaN Grenzfläche als ein möglicher Mechanismus der Detektion von Wasserstoff durch Schottky Dioden hin. Die Reaktion auf D2, NOx, and O2 von Metall-Oxid-Halbleiter (MOS) Strukturen mit Rhodium Schottky-Kontakten mit einer Dicke von 30 nm in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur und der Gaspartialdrücke wurde in Kapitel 3 untersucht. Die Reaktion dieses Gates wurde als Verschiebung entlang der Spannungsachse in der Kapazität-Spannungs Kurve (C-V) nachgewiesen. Posi... |
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| Beschreibung: | Enth. außerdem: Thesen Parallel als Online-Ausg. erschienen unter der Adresse www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=11044 |
| Beschreibung: | XXI, 252 S. Ill., graph. Darst. |