ДАТЧИК ВЛАЖНОСТИ ГАЗОВ Российский патент 1999 года по МПК G01N27/12 

Изобретение относится к области газового анализа, в частности к детектирующим устройствам, применяемым для измерения (регистрации) влажности различных газов.

Известен адсорбирующий датчик влажности газов, содержащий непроводящую подложку с нанесенным на ее поверхность влагочувствительным покрытием - монокристаллической автоэпитаксиальной пленкой арсенида галлия и металлическими токопроводящими контактами [1].

Однако чувствительность такого датчика невысока.

Ближайшим техническим решением к заявляемому является датчик влажности газов, содержащий полуизолирующую подложку из арсенида галлия с нанесенной на поверхность пленкой эпитаксиального арсенида галлия, легированного теллуром, и металлические электроды.

Недостатком известного устройства является недостаточная чувствительность для контроля влажности газов и трудоемкость его изготовления, предусматривающая нанесение эпитаксиальной пленки на подложку.

Задачей изобретения является повышение чувствительности датчика и технологичности его изготовления.

Поставленная задача может быть решена за счет того, что в известном датчике влажности газов, содержащем полупроводниковое основание с нанесенными на его поверхность металлическими электродами, основание выполнено в виде монокристаллической пластинки селенида цинка, легированного цинком.

Повышение чувствительности заявляемого датчика по сравнению с известным датчиком [2] иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 представлена конструкция датчика, а на фиг. 2 приведены сравнительные кривые изменения электропроводности датчиков в условиях адсорбции паров воды.

Датчик состоит из монокристаллической пластинки селенида цинка, легированного цинком 1, с нанесенными на его поверхность металлическими электродами 2.

Работа датчика осуществляется следующим образом.

Датчик помещают в исследуемую среду, при адсорбции паров воды происходит заряжение поверхности полупроводниковой пластинки за счет взаимодействия с ней адсорбированных молекул воды (образуются донорно-акцепторные комплексы типа H₂O^+δZn^-δ). Заряжение поверхности изменяет концентрацию свободных носителей зарядов в пластинке, а вследствие этого изменяется ее проводимость. По величине изменения проводимости с помощью градуировочных кривых можно определить содержание влаги в исследуемой среде.

Из анализа градуировочных кривых, полученных с помощью устройства - прототипа и заявляемого детектора (см. фиг. 2а, б) следует, что заявляемый объект позволяет определять содержание паров воды (в газовых средах) с более высокой чувствительностью. Кроме того, упрощается технология его изготовления: отпадает необходимость в нанесении эпитаксиальной пленки на подложку.

Таким образом, применение легированной цинком монокристаллической пластинки селенида цинка позволило повысить чувствительность датчика и его технологичность.

Источники информации.

1. Авторское свидетельство N 541137, кл. G 01 N 1/11. Бюл. N 48 - 76.

2. Патент N 1798672, кл. G 01 N 27/22.

Датчик содержит полупроводниковое основание с металлическими электродами на его поверхности. Основание выполнено в виде монокристаллической пластины селенида цинка, легированного цинком. Датчик обладает повышенной чувствительностью и высокотехнологичен в изготовлении. 2 ил.

Датчик влажности газов, содержащий полупроводниковое основание с нанесенными на его поверхность металлическими электродами, отличающийся тем, что основание выполнено в виде монокристаллической пластинки селенида цинка, легированного цинком.