76.Четырехзондовый метод

Данный метод явл-ся наиболее распространенным при контроле качества проводящ. материалов. Для применения этого метода не требуется созд-е токовых омических контактов в образце. Возможно измерение ρ объемных образцов самой разнообр. формы и размеров, а также ρ тонк. слоев.

Условием измерения с пом. данного м-да явл-ся наличие плоского участка пов-ти, минимальные размеры кот.превосходят мин. размеры системы зонда. Диапазон: 10-4-10-3 Ом*см.

Дан.м-д основан на явлении растекания тока в точке контакта (рисунок).

На пов-ти образца размещается 4 зонда. Через пару конт-в(чаще всего 1,4) пропуск-т ток. А между другими (2,3) измеряют разность потенциалов.

ρ=(U*S)/I*F.Она справедлива, когда S1=S2=S3

F может принимать разн. значение, в зависимости от комбинаций значений ток.ипотенц. зондов, может быть 2π, 3π, 6π.

В ряде случаев, когда необх. проводить измер-е на образцах малого размера, исп-т более компактн. схему размещ-я зонда по вершинам квадрата со стороной S. Ток пропуск-т через зонды образ-щие одну из сторон квадрата, а раз-тьпотенц-в измер-т на др. паре зондов(рисунок).

ρ=2πS/(2-√2)*U/I

Такая конструкция удобна тем, что обеспеч-т доп. возм-тьповыш-я точности измер-й за счет их кратности. Приведенная формула справедлива только для полубесконечн. образца. Если удал-ть зондов от границы образца стан-ся соизмеримой с S, то измеряемая ρ будет отлич-сяот истинного. В общ.случае приходится вводить поправочный множитель.

81. Термический анализ.Термический сенсор – электронный прибор, предназначенный для контроля за содержанием в окружающей среде частиц того или иного сорта.

Принцип действия прибора основан на эффекте преобразования величины сорбции определяемых частиц непосредственно в электрический сигнал, пропорциональный количеству частиц, сорбированных из окружающей среды или появившихся на поверхности чувствительного элемента сенсора благодаря гидрогенной каталитической реакции. К термическим свойствам матер. Относятся теплопроводимость, теплоемкость, огнестойкость, коэффициент термического расширения.Эти свойства определяют при оценке показателей качества матер изделий. Они не несут прямой информации о структуре и хим составе анализ вещества. Термический анализ- методы, в кот исследуются какие-либо параметры системы в зависимости от температуры, причем этот параметр регистр-ся как динамическая функция температуры. К таким параметрам относят регистрацию тепловых эффектов, сопровожд-х хим реакции и физ превращения( дифференц термический анализ);регистрацию изменения массы исслед объекта при протекании физ-хим превращений( термогравиметрия); регистрацию изменения электро-физсво-в исследуемого объекта(термоэлектрометрия);качеств и колич регистрацию выдел-ся при физ-хим превращениях газовых средств ( термогазоволюмометрия). Эти методы отличаются высокой чувст-ю.

92. Полупроводниковые сенсоры являются наиболее простыми для газового анализа. Они представляют собой пленочный резистор, изменяющий свое сопротивление при взаимодействии с детектирующим газом. В качестве чувствительных элементов таких сенсоров используются тонкие пленки полупроводниковых материалов (ZnO, SnO2), а также органические полупроводники. (рис.)

Сенсор – система элементов, включающих адсорбционно-чувствительный полупроводниковый слой 1, снабженный электрическими контактами 2, сформированных на изолирующей подложке 3. Т.к. температуры детектирования газов большинства полупроводниковых газов высоки (50-700С), подложку снабжают встроенным или нанесенным нагревательным элементом и средством контроля температуры 4 (пленочные терморезисторы).

Система электродов, на кот.осаждается пленка адсорбционно-чувствительного материала, позволяет снизить электрическое сопротивление чувствительного элемента. Оно зависит от химической природы и количества адсорбированных из газовой среды частиц.

На поверхности проводника N-типа при хемосорбции кислорода локализуется отрицательный заряд, образованный захваченными электронами, что приводит к обеднению приповерхностной области. Когда же адсорбируется анализируемый газ, кот.взаимодействует с сорбированным кислородом, проводимость приповерхностной области возрастает если газ – восстановитель и уменьшается – если газ – окислитель. Для полупроводников Р-типа обратная картина.

Выходным сигналом таких сенсоров является относительная чувствительность, т.е. относительное изменение сопротивления чувствительного элемента до и во время взаимодействия детектируемого газа. Чем выше относительная чувствительность, тем выше точность и разрешающая способность сенсоров.

Т.к. различные газы приводят к однотипным изменениям в полупроводниках при адсорбционном взаимодействии, то такие сенсоры обладают низкой селективностью.

Селективности сенсоров можно добиться путем выбора температурного диапазона детектирования, легированием материала чувствительного элемента каталитически активными добавками, кот.могли бы активировать одну реакцию и ингибировать другие, вариаций структуры поверхности дисперсности пленки совместным спеканием различных оксидов.