авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 9 | 10 || 12 |

«Министерство образования и науки Российской Федерации ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ...»

-- [ Страница 11 ] --

Основной функцией газового сенсора является преобразование концентрации анализируемого вещества в электрический или какой-либо другой сигнал, позво ляющий регистрацию и визуализацию этого сигнала. Наиболее важными характери стиками газовых сенсоров являются селективность по отдельному компоненту, кон центрационные пределы определения компонента и время отклика (реакции сенсора на изменение концентрации компонента). Чувствительность оксидных слоёв зависит от многих факторов, из которых можно выделить несколько основных. Это, в пер вую очередь, материал сенсора, так как разные окислы имеют различную энергию связи исследуемого газа с решёткой окисла, и чем эта связь будет слабее, тем легче хемосорбированный газ будет входить в реакцию окисления и заметнее влиять на модуляцию проводимости полупроводника. В качестве газочувствительных окислов хорошо зарекомендовали такие как SnO2, ZnO, TiO2 и некоторые другие, но в на стоящее время предпочтение отдаётся диоксиду олова. Это соединение обладает низкой концентрацией носителей, что позволяет модулировать его проводимость под воздействием активных газов в широких пределах.

Аналитическими характеристиками газовых сенсоров являются: селектив ность;

чувствительность;

точность;

время отклика;

время регенерации (это время, необходимое для возврата сенсора в исходное состояние, когда его вновь можно ис пользовать для измерения);

срок эксплуатации;

стабильность. Широкий спектр га зов, на которые реагирует сенсор на основе диоксида олова, создаёт трудности для избирательного анализа конкретного газа. Повышение селективности сенсоров дос тигается путём легирования поверхности рецептора соответствующими каталитиче скими добавками. Другим способом улучшения селективности является использова ние температурных зависимостей адсорбции детектируемых газов. Установлено, что температурная зона максимальной чувствительности слоя диоксида олова с добав кой платины становится уже, отклик по определяемому компоненту существенно превышает отклик по любому другому компоненту газовой смеси. Отсюда следует важный вывод о необходимости стабилизации температуры полупроводникового сенсора, как непреложного условия стабильности и воспроизводимости его показа ний.

Сенсоры газа состоят из газочувствительного элемента, нагревателя и преоб разователя. Газочувствительный элемент определяет метод измерения. В основе га зочувствительного элемента лежат оксиды металлов. Наиболее распространенным из них является SnO2 c различными катализаторами. Важным фактором повышения чувствительности газового сенсора является pазмеp зеpна. При снижении этого паpаметpа до уровня единиц нанометра чувствительность может увеличиваться в десятки pаз. Это объясняется тем, что при снижении pазмеpов зерен до значений, соизмеримых с удвоенной длиной Дебая, большая доля атомов (до 50 %) находится в поверхностной области. На рисунке 1 показано влияние на pазмеp зеpна наностpуктуpиpованного SnO2 метода фоpмиpования оксида олова с указанием диа пазонов pазмеpов получаемых наночастиц (НЧ).

Высокие рабочие темпеpатуpы, необходимость электрической изоляции от дельных частей сенсора друг от друга, механическая пpочность и устойчивость к теpмоциклиpованию – вот лишь некоторые основные требования, предъявляемые к материалу подложки. Большинство газовых сенсоров, в которых в качестве активно го слоя используются оксиды металлов, имеют высокую чувствительность к газам при темпеpатуpах 125...800 °C.

Таким образом, констpуиpование газовых сенсоров необходимо вести с обяза тельным учетом тепловых свойств материалов, из которых предполагается их изго товлять. В таблице 1 представлены характеристики материалов подложек для изго товления полупроводниковых газовых сенсоров.

Рисунок 1 – Влияние технологии получения SnO2 на размер НЧ Таблица 1 - Материалы подложек для газовых сенсоров Материал Свойства подложек Плот- ТКЛР Теплопро- Теплоемкость, Модуль Коэффициент 10–6, водность, ность, Дж/г К Юнга, Пуассона г/см3 – К Вт/м К г Па Al2O3 3,96 7,4 30 0,93 370 0, Пирекс 2,23 3,25 1,15 0,75 62,75 0, Плавле- 2,2 0,56 1,4–2 0,7 70–78 0, ный кварц Сапфир 3,98 3,24– 23,1–23,2 0,761 335 0, 5, Si (моно) 2,329 2,33 124 0,702 112– 0,22–0, Si (поли) 2,329 2,9 37 0,678 160 0, SiC 3,2 4,51– 125 0,67 400– 0, 4,73 SiO2 2,2 0,52 1,1 0,8 73 0, Si3N4 3,1 2,6 22 0,7 280 0, В настоящее время для получения чувствительных слоев обычно используют пастообразные композиции, содержащие заранее приготовленные наноразмерные порошки соответствующих полупроводниковых оксидов. Такую пасту тонким сло ем наносят, например, методом трафаретной печати (шелкографии) на подложку и затем подвергают определенной термической обработке [1,2]. Следует отметить, что такой метод получения является достаточно трудоемким. Кроме того, в этом случае очень трудно изготовить пленки, имеющие одинаковую толщину и обладающие идентичными свойствами. Дополнительные проблемы связаны со сравнительно сла бой адгезией полученной пленки с поверхностью подложки. Толстопленочная тех нология требует высокой температуры спекания, поэтому в основном используют подложки из Al2O3, поликор, сапфир. При использовании метода трафаретной печа ти толщина пленки достигала 1-2 мкм, но при этом и нагреватель и контакты делают по одной технологии с ЧЭ. К недостаткам этого метода следует отнести большие размеры датчика, несколько квадратных миллиметров.

Тонкопленочная технология позволяет уменьшить размеры датчика до не скольких сотен микрометра при этом повысить чувствительность элемента по срав нению с толстопленочным. К тонкопленочным методам можно отнести газоплаз менные методы осаждения, магнетронное распыление, термическое испарение с по следующим окислением [3–12]. В качестве материалов положки можно использо вать практически любой материал. К преимуществам метода можно отнести воз можность изготовления датчика в едином технологическом цикле.

ЧЭ газовых сенсоров можно получать на основе токопроводящих полимеров которые чувствительны к определенным газам. Например, пленки проводящего по лимера на основе смеси полисиланоанилина и полианилина в соотношении 9 к модифицированные анионными комплексами металлов. [14], или пленка поли-п ксилилена, содержащего свинец в количестве 0,01 8,0 мкг/мм2 [15]. В качестве мате риалов подложек используются керамика, стекла, сапфир Si (моно) с диэлектриче ским покрытием.

Химическое осаждение из паровой фазы покрытия из оксида олова, легиро ванного фтором, на поверхность горячей подложки. Особенностью данного мето да является зависимость материалов химических реагентов на стадии осаждения пленки от химического состава подложки и получения однородной смеси газооб разных реагентов: оловоорганическое соединение, фторид водорода, кислород и воду. В этой однородной смеси газообразных реагентов протекает реакция с оса ждением на поверхности горячей стеклянной подложки легированного фтором покрытия из оксида олова [17].

Золь-гель технология основана на нанесении реакционных растворов на по верхность подложки, из которого в одну стадию получают газочувствительный ма териал, который подвергают сушке. Метод заключается в аэрозольном распылении раствора, содержащего исходные вещества (прекурсоры), необходимые для получе ния компонентов слоя. Раствор распыляют на поверхность подложки, нагретой до определенной температуры, и затем отжигают полученный слой в заданном темпе ратурном режиме. Важно отметить, что метод аэрозольного напыления чувстви тельного слоя позволяет получать пленки, состоящие из частиц меньшего размера, чем при использовании метода трафаретной печати: средний размер НЧ составляет около 30 нм. Такое различие в размерах частиц должно приводить к большей эф фективности сенсоров, получаемых методом аэрозольного распыления [16]. Ото жженный материал выполняет роль газочувствительного слоя. В качестве материа лов подложки можно использовать любой материал, выдерживающий температуру отжига. Исследования наноструктурированных пленок на основе SnO2, полученных методом аэрозольного нанесения показывают, что золь-гель технология позволяет получать равномерные по толщине пленки толщиной порядка 100 нм.

Нагревательный элемент должен как обеспечивать нагрев сенсора до опреде ленной темпеpатуpы, так и создавать по возможности или при необходимости одно родное темпеpатуpное поле в зоне активного слоя. Технология изготовления и кон струкция ЧЭ определяют мощность нагревательного элемента. Чем больше масса элемента, тем мощнее нагревательный элемент. Материалом для изготовления на гревательного элемента можно использовать различные металлы и сплавы, материл подложки или вспомогательных слов, материал ЧЭ.

В таблице 2 приведены характеристики материалов, которые нашли примене ние для изготовления нагревателей газочувствительных датчиков.

Таблица 2 - Материалы нагревателей Материал Свойства нагрева- Удельн. ТКС Плот- ТКЛР Теплопро- Тепло- Модуль Коэффиц.

сопр. 10– 10–3, 10–6, теля ность, водность, емкость, Юнга, Пуассона К–1 г/см3 К–1 Вт/м К Дж/г К г Па Ом см Pt 10,6 2,2 21,45 9,1 69,1 0,134 170 0, Au 2,2 3,4 19,32 15 310 0,132 80 0, Al 2,6 4,29 2,698 24 210 0,9 70 0, W 5,65 4,5 19,3 4,4 163 0,134 410 0, Ni 6,4 6,9 8,88 13,1 60,7 0,46 200 0, Ag 1,55 4,7 10,49 20 419 0,234 80,3 0, 7 103– Si (моно) – 2,329 2,33 124 0,702 112–169 0,22–0, Si (поли) 32,2 – 2,329 2,9 37 0,678 160 0, 103– SiC – 3,2 4,51– 125 0,67 400–410 0, 4, TiSi2 13–20 – 4,35 13 12,98 0,21 100 – MoSi2 21,5 – 6?3 8,25 51,8 0,435 242 0, In2O3 SnO2 170 – 7,19 5–10 10 0,34 116 0, Общая тенденция развития приборостроения идет в направлении миниатюри зации и уменьшения энергопотребления. В газоаналитических приборах самый энергоемкий объект – сенсор, в котором ЧЭ должен быть разогрет до рабочей тем пературы, достигающей 500 0С, и за его экономичность идет постоянная борьба бла годаря снижению размеров нагревателя.

Существует большое количество принципов работы, конструкций и исполь зуемых для их реализации материалов. Для анализа концентрации газов, в том числе взрывоопасных, нашли полупроводниковые датчики с чувствительным слоем из ок сидов металлов. Больше всего всем требований удовлетворяет оксид олова с леги рующими добавками. Данный материал позволяет использовать большое разнооб разие технологических приемов нанесения. Изменение сопротивления материала при воздействии исследуемых газов обусловило использование датчиков резистив ного типа. Селективность обеспечивается нагреватели. На рисунке 2 показаны ос новные типы резистивных датчиков.

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ РЕЗИСТИВ НЫЕ ДАТЧИКИ SnO На диэлектрических пластинах На моно-Si На микрофольге На мембране Толстопленочные Тонкопленочные Золь-гель Пиролиз Рисунок 2 – Основные типы конструкции датчиков и технология их получения Сенсоры на керамической пластине на одной стороне, которой нанесен нагре ватель из платиновой пасты методом трафаретной печати, а на другой стороне - га зочувствительный слой потребляемая нагревателем мощность составляет около мВт. Пластинка подвешена в воздухе между ножками держателя. При этой конст рукции 30% тепла уходит через подвес, а остальное тепло, через воздух и инфра красное излучение.. Дальнейшее уменьшение мощности удается достичь благодаря использованию новых метало-керамическких материалов и планарной пленочной технологии мощность около 200 мВт. Опыты показали, что при толщине более ~ нм чувствительность сенсоров на SnO2 падает вследствие увеличения диффузной длины? Поэтому для снижения энергопотребления и повышения чувствительности необходимо использовать другие технологии и конструкции. На рисунке 3 приведе ны конструкции толстопленочных ЧЭ.

Рисунок 3 – Конструкция чувствительного элемента датчика на диэлектрической подложке В результате электрофизических исследований было установлено, что с уменьшением толщины плёнки менее 200 нм возникает размерный эффект, прояв ляющийся в резком уменьшении проводимости. Экспериментально было найдена оптимальная толщина, равная примерно 400 нм.

С применением тонкопленочной технологии удалось уменьшить толщину чувствительного слоя. Размеры уменьшились до 1мм2, но дальнейшее уменьшение невозможно т.к. некуда крепить балочные проводники на пластине. Мощность этих конструкций упала до 200 мВт. Для дальнейшего снижения потребляемой мощности и уменьшения размеров ЧЭ можно использовать консольную конструкцию которая снижает мощность до 150 мВт. На рисунке 4 представлена такая конструкция со встречноштыревыми или гребенчатыми выводами резистивного элемента, что по зволяет повысить чувствительность датчика.

Рисунок 4 – Конструкция ЧЭ датчика консольного типа [18] Дальнейшее уменьшение отвода тепла через балочные выводы позволяет по лучить конструкция, в которой для уменьшения теплопередачи на контакты в под ложке используются окна. На рисунке 5 представлена конструкция мостового типа, потребляемая мощность около 100 мВт.

Рисунок 5– Конструкция ЧЭ датчика мостового типа [20] Дальнейшее уменьшение размеров нагревателя и потребляемой мощности возможно только при использовании конструкций мембранного типа. Существую щие в микроэлектронике технологии изготовления мембраны из моно- или поликри сталлического кремния не устраивают для использования в газовых сенсорах из-за невозможности их длительной работы при высоких (600 0С) температурах рабочего слоя сенсор. При этой температуре кремний окисляется в кислороде воздуха. Для газовых сенсоров их необходимо покрывать нитридом кремния. Специально для га зочувствительных сенсоров были разработаны многослойные мембраны из оксида и нитрида кремния, которые не разрушаются от высокой температуры. На рисунке представлена конструкция датчика на монокристаллической кремниевой мембране и находятся на рамке из кремниевой пластины. За счет маленькой толщины мембраны (всего 3-4 мкм) и уменьшения размера нагревателя (менее100х100мкм), удалось снизить энергопотребление сенсоров до 10-30 мВт.

Рисунок 6 – Конструкция ЧЭ датчика на моно-Si [21] Были разработаны сенсоры с мембранами из специальной волокнистой окиси алюминия мощностью 50 мВт. Они имеют платиновый нагреватель и газочувстви тельный слой SnO2, приготовленный по золь-гель технологии. Мембрана изготавли вается отдельно путем анодирования алюминия, а затем приклеивается на керамиче скую пластину с заранее вырезанными окнами. Подобное производство может эф фективно производить сенсоры малой партии и легко перестраивается на новые мо дели. На рисунке 7 представлена конструкция ЧЭ на мембране Al2O3.

.

Рисунок 7 – Конструкция ЧЭ датчика на мембране Al2O3. [19] Представляет большой интерес микрофольговая технология. Когда на высоко омной фольге например из тантала на одной стороне методом электрохимического анодирования формируется пористый оксидный слой для увеличения активной площади чувствительного слоя, роль нагревательного элемента выполняет слой микрофольги. На рисунке 8 показана структура мембраны выполненная по золь-гель технологии.

Рисунок 8 – Конструкция ЧЭ датчика на микрофольговой мембране Дальнейшее уменьшение потребляемой мощности и уменьшения размеров ЧЭ связано с применением технологии микроэлектронных электромеханических сис тем. На поверхности кремниевой пластины методом пиролиза наносят последова тельно слои SiO2 и Si3N4, а затем методом анизотропного травления вытравливают кремний под чувствительным слоем. Чувствительный слой наносят пиролизом или золь-гель методами. На рисунке 9 представлена такая технология.

Рисунок 9 – Конструкция ЧЭ датчика на мембране SiO2 – Si3N4 [23] Если вместо кремниевой пластины взять пластины кремний на изоляторе, то, технология рассмотренная выше позволяет получить встроенный нагреватель (ри сунок 10). Необходимо отметить, что высокая окислительная способность кремния требует защиты Si3N4.

Рисунок 10 – Конструкция ЧЭ датчика на мембране SiO2 – Si3N4 и встроенным нагревателем на моно–Si Структуры изображенные на рисунках 6,9 и 10 оправданы при выпуске датчи ков в объеме более 100 тысяч штук.

Результатом исследования является выбор среды анализируемой сенсором, композиционных материалов для ЧЭ газовых сенсоров, методов и способов форми рования композиционных материалов и ЧЭ сенсоров на их основе, методов и средств исследования свойств материалов, параметров сенсоров, моделей формиро вания и свойств композиционных материалов на низкоразмерном уровне, оптималь ной конструкции газовых сенсоров.

Полученные в результате патентного анализа результаты позволяют сформули ровать и уточнить основные цели и задачи проведения последующих этапов НИР в отношении выбора среды анализируемой сенсором, композиционных материалов для чувствительных элементов газовых сенсоров, методов и способов формирования композиционных материалов и чувствительных элементов сенсоров на их основе, оптимальной конструкции газовых сенсоров. Сформулированы основные критерии, определяющие выбор конструкции датчика:

1) чувствительность к исследуемому газу и селективность. Наиболее востре бованной задачей с точки зрения анализа проблемой газовой среды является кон троль содержания метана и паров этанола. Наиболее подходящим материалом чув ствительного элемента газового сенсора многоразового использования для выбран ной анализируемой среды является диоксид олова и композиционные материалы на его основе. Для увеличения чувствительности необходимо иметь толщину чувстви тельного слоя в пределах 400–600 нм. Для уменьшения размеров зерна НЧ в чувст вительном слое подходят все технологии кроме термического окисления. Увеличи вать размеры чувствительного слоя целесообразно за счет размеров подложки;

2) cелективность. Для обеспечения оптимальной селективности к определен ному типу газа необходимо, во-первых, вводить в оксид олова специальные леги рующие добавки и, во-вторых, задать необходимую рабочую температуру сенсора.

Для селекции исследуемых газов необходимо изменение температуры чувствитель ного слоя с верхним диапазоном до 600 °C. Для улучшения селективности необхо димо управлять скоростью нагрева и поддерживать заданную температуру;

3) потребляемая мощность. Для снижения энергопотребления сенсоров, необ ходимо переходить на мембранную технологию, уменьшать размеры чувствитель ного элемента, применять импульсный нагрев. Это позволяет снизить энергопо требление до долей милливатт. Для этих целей подходят все технологии кроме тол стопленочной. Наиболее перспективной технологией получения композитов на ос нове диоксида олова следует считать золь-гель технологию;

4) выбор материала подложки. Чтобы обеспечить хорошую чувствительность, селективность и снизить энергопотребление необходимо использовать подложки толщиной не более 2 мкм. Для этих целей лучше всего подходят конструкции мем бранного типа с использованием микрофольговых или мембран SiO2+Si3N4;

5) технологичность. Технологичность определяется выпуском датчиков. Ис пользование полупроводниковой технологии оправдано при выпуске более ста ты сяч штук. Для меньшей партии лучше использовать конструкции мембранного типа с использованием микрофольговых мембран или мембран SiO2+Si3N4.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Регламент поиска выполнен полностью в соответствии с заданием №1 на про ведение патентных исследований. Достигнута цель поиска информации в соответ ствии с промежуточным этапом по теме «Выбор направления исследования». Выяв лена необходимость исследования патентной чистоты объекта разработки на за ключительном этапе работы.

Патентные исследования показали, что перспективным направлением иссле дований является разработка мультисенсоров на основе пористых наноструктуриро ванных материалов. С учетом технического уровня и тенденций построения газо вых сенсоров конструкцию газового датчика на SnO2 целесообразно реализовать на мембранах из пористого алюминия, пористого тантала, пористого SiO2+Si3N4 с ис пользованием золь-гель технологии нанесения чувствительного слоя или техноло гии пиролиза. Для контактов чувствительного элемента целесообразен выбор сле дующих материалов: платина, золото или нихром. В качестве материала нагревате ля оправдано использование материала чувствительного элемента.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1 Пат..2098806 (RU). Газочувствительный толстопленочный датчик.

2 Пат. 2379672 (RU). Датчик водорода в жидких и газовых средах.

3 Пат. 2397572 (RU). Способ получения пленочных покрытий оксида олова на подложках.

4 Пат. 2100801(RU). Твердотельный газовый сенсор.

5.Пат. 2137115 (RU). Селективный газовый сенсор.

6 Пат. 2146816 (RU). - Способ детектирования газовых смесей.

7 Пат. 2143678 (RU). Полупроводниковый газовый сенсор и способ его изготов ления 8 Пат. 2319953 (RU). Способ изготовления чувствительного элемента полупро водникового газового сенсора.

9 Пат. 2114422 (RU) Полупроводниковый датчик газов.

10 Пат. 4,224,280 (USA). Carbon monoxide detecting device.

11 Пат. 2291417(RU). Датчик определения концентрации газов.

12 Пат. 2307346(RU). Способ изготовления чувствительного элемента датчиков газа.

13 Пат. 2096774(RU). Датчик для определения концентрации газов.

14 Пат. 2097751(RU). Чувствительный слой на аммиак.

15 Пат. 2088914(RU). Сенсор для анализа газообразных веществ.

16 Пат. 2038590 (RU). Способ получения газочувствительного материала для сенсора аммиака.

17 Пат. 2194089 (RU). Способ получения покрытия из оксида олова на стекле.

18 Пат. 2096774 (RU) Датчик для определения концентрации газов 19 Пат. 4,413,502 (USA). Gas detecting sensor 20 Пат. 4,703,555 (USA). Method of making a catalytic-burning sensor 21. Пат. 4,624,137 (USA). Semiconductor device.

22 Пат. 4,580,439 (USA). Low power gas detector 23 Пат. 6,091,050 (USA). Thermal micro platform.

ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное к отчету о патентных исследованиях) Форма задания на проведение патентных исследований УТВЕРЖДАЮ Ответственный исполнитель д-р техн. наук, проф.

_ И.А. Аверин должность, личная подпись и расшифровка подписи ответственного руководителя работы 03.11.2011 г.

ЗАДАНИЕ № на проведение патентных исследований Наименование работы (темы): «Мультисенсоры на основе пористых наноструктурированных ма териалов», государственный контракт № 07.514.12.4014 от «17» октября 2011 г., шифр работы (темы) 2011-1.4-514-126-026.

Этап работы № 1 (промежуточный) по теме «Выбор направления исследований», сроки его вы полнения с 06.10.2011 по 05.12.2011.

Задачи патентных исследований:

5) исследование технического уровня и выявление тенденций развития методов создания композиционных материалов (включая SiO2–SnO2) для использования их в качестве чувст вительных элементов газовых сенсоров нового поколения;

6) исследование технического уровня и выявление тенденций развития способов изготовле ния газовых сенсоров на основе SiO2–SnO2 ;

7) исследование технического уровня, выявление тенденций развития и способов совершенст вования устройств газовых сенсоров, в том числе на основе SiO2–SnO2;

8) отбор наиболее значимых изобретений из числа запатентованных в ведущих странах мира, выводы и оформление форм к разделам основной части отчёта о патентных исследованиях.

Форма отчета по анализу патентной документации (Приложение В) должна включать таб лицу В.1 – Патентная документация. Другие виды работ, в том числе, статистическая об работка отобранных охранных документов, не предусмотрены настоящим заданием. Опи сание запатентованных изобретений в области методов и средств проектирования и разра ботки газовых сенсоров должны быть представлены в Приложении Г.

Таблица 1.А.1 - КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН Отчетные до Сроки вы кументы со полнения па Подразделения гласно ГОСТ Виды патентных Ответственные ис- тентных ис исполнители 15.011-96 (в исследований полнители (Ф.И.О.) следований.

(соисполнители) рамках Зада Начало.

ния № 1, При Окончание.

ложение А) 1 2 3 4 Исследование техническо- Кафедра «Нано и Печерская Е.А. С 06.10.2011 Отчет о па го уровня и выявление микроэлектро- Соловьев В.А. по 24.10.2011 тентных ис тенденций развития мето- ника» следованиях дов создания композици онных материалов на ос нове SiO2–SnO2 ;

исследо вание технического уров ня и выявление тенденций развития способов изго товления газовых сенсо ров на основе SiO2–SnO2 ;

исследование техническо го уровня, выявление тен денций развития и спосо бов совершенствования устройств газовых сенсо ров, в том числе на основе SiO2–SnO Отбор наиболее значимых Кафедра «Нано и Печерская Е.А. С 25.10.2011 Приложения Б, изобретений из числа за- микроэлектро- Соловьев В.А. по 05.11.2011 В (таблица патентованных в ведущих ника B.1), Г странах мира, выводы и оформление форм к разде лам основной части отчёта о патентных исследовани ях.

Руководитель патентного подразделения Н.А. Абрамова личная подпись расшифровка подписи дата Руководитель подразделения исполнителя работы И.А. Аверин личная подпись расшифровка подписи дата ПРИЛОЖЕНИЕ Б (обязательное к отчету о патентных исследованиях) Форма регламента поиска Регламент поиска № 03.11 2011 г.

дата составления регламента Наименование работы (темы): «Мультисенсоры на основе пористых наноструктурированных материалов», государственный контракт № 07.514.12.4014 от «06» октября 2011 г., шифр работы (темы) 2011-1.4-514-126-026.

Этап работы № 1 (промежуточный) по теме «Выбор направления исследований», сроки его выполнения с 06.10.2011 по 05.12.2011.

Номер и дата утверждения задания: задание № 1 от 06.10.2011.

Цель поиска информации (в зависимости от задач патентных исследований, указанных в задании): выявление патентной и научно технической информации, позволяющей исследовать технический уровень и тенденции развития методов создания композиционных мате риалов (включая SiO2–SnO2) для использования их в качестве чувствительных элементов газовых сенсоров нового поколения, способов из готовления газовых сенсоров на основе SiO2–SnO2, устройств газовых сенсоров, в том числе на основе SiO2–SnO2.

Таблица 1.Б.1 Начало поиска - 06.10.2011. Окончание поиска – 03.11. Источники информации, по которым будет проводится поиск патентные НТИ* конъюнк- другие Ретроспек- Наименование информа турные Предмет по- тивность ционной базы (фонда) иска (объект Рубрики УДК* и Код товара ГС*, онные рубрики:

МКПО*, НКИ* онные индексы Классификаци Классификаци Наименование Наименование Наименование СМТК*, БТН* МПК (МКИ)*, Наименование исследова- Страна и другие ния, его со- поиска другие ставные час ти, товар) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 B05B1/30;

В05D1/ методы соз- Россия Описания УДК - - - - 15 лет Патентные фонды:

дания компо- США патентов. B05D3/02;

B05D5/12 620.187.3;

Пензенской областной B05D5/12;

B32B3/ 620.113;

зиционных Европа библиотеки им.

B82B3/00;

B82Y15/ 620.1.08;

B82Y40/00;

C01B13/ материалов, Япония М.Ю. Лермонтова, 621.3.082.8;

C01B13/18;

C01G15/ в том числе, World Intellectual Property 54.07;

C01G19/00;

C01G49/00;

на основе Organization, 54. C01G49/02;

C01G49/ C04B35/10;

C04B35/ SiO2–SnO2;

PatentStorm, C04B35/468B;

C04B35/ способы из- Европейское патентное C04B38/00;

C04B45/ готовления ведомство C10L1/12;

C22B25/ C22B58/00;

C23C14/ газовых сен C23C14/32;

C23C14/ соров на ос- C25B1/00;

C25C1/ нове SiO2– F01N11/00;

F01N9/ F23B7/00;

F23J7/ SnO2;

уст G01J1/04;

G01J5/ ройства га- G01J5/08;

G01M15/ зовых сенсо- G01N/3096;

G01N027/ G01N027/41;

G01N21/ ров, в том G01N2500;

G01N27/ числе на ос- G01N27/04;

G01N27/ нове SiO2– G01N27/12E;

G01N27/ SnO G01N27/26;

G01N27/ G01N27/409;

G01N27/ Источники информации, по которым будет проводится поиск патентные НТИ* конъюнк- другие Ретроспек- Наименование информа турные Предмет по- тивность ционной базы (фонда) иска (объект Рубрики УДК* и Код товара ГС*, онные рубрики:

МКПО*, НКИ* онные индексы Классификаци Классификаци Наименование Наименование Наименование СМТК*, БТН* МПК (МКИ)*, Наименование исследова- Страна и другие ния, его со- поиска другие ставные час ти, товар) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 G01N27/417;

G01N G01N2706;

G01N G01N31/00;

G01N31/ G01N33/00;

G01N7/ G01N7/00;

G01N7/ G01N9/00;

G01R27/ H01B1/00;

H01B1/ H01B5/14;

H01C H01L21/00;

H01L21/ H01L21/283;

H01L21/ H01L27/088;

H01L27/ H01L29/00;

H01L29/ H01L29/772;

H01L29/ H01L2966;

H01L41/ H01L41/24;

H01L49/ H01L51/44;

H01L51/ H01M462;

H01M8/ Руководитель подразделения – исполнителя работы И.А. Аверин личная подпись расшифровка подписи дата Руководитель патентного подразделения Н.А. Абрамова личная подпись расшифровка подписи дата ПРИЛОЖЕНИЕ В (обязательное к отчету о патентных исследованиях) Форма отчета о поиске В.1 Поиск проведен в соответствии с заданием научного руководителя НИР, д-ра техн. наук, профессора И.А. Аверина (должность и фамилия ответственного руководителя работы) № 1 от 06.10.2011 г. и Регламентом поиска № 1 от 06.10.2011 г.

В.2 Этап работы № 1 (промежуточный) по теме «Выбор направления исследований».

В.3 Начало поиска 06.10.2011 г. Окончание поиска 05.11.2011г.

В.4 Сведения о выполнении регламента поиска (указывают степень выполнения регламента поиска, отступления от требований регламента, причины этих отступлений).

Регламент поиска выполнен полностью в соответствии с заданием №1 на проведение па тентных исследований. Патентный поиск в области методов создания композиционных материа лов (включая SiO2–SnO2) для использования их в качестве чувствительных элементов газовых сенсоров нового поколения, способов изготовления газовых сенсоров на основе SiO2–SnO2, уст ройств газовых сенсоров (в том числе на основе SiO2–SnO2) с ретроспективой 15 лет, так как в этот период выдана основная часть патентов на способы получения материалов для газовых сен соров. Для проведения поиска привлекались патентные материалы из фондов Пензенской област ной библиотеки имени М.Ю. Лермонтова, World Intellectual Property Organization, PatentStorm, Ев ропейского патентного ведомства.

В.5 Широта и глубина поиска являются достаточными.

В.6 Предложения по дальнейшему проведению поиска и патентных исследований: исследо вание патентной чистоты объекта разработки на заключительном этапе работы.

В.7 Материалы, отобранные для последующего анализа.

В результате поиска для последующего анализа были отобраны копии описаний изобрете ний (таблица В.1).

Таблица 1.В.1 – Патентная документация Сведения о действии ох Заявитель (патентооб Страна выдачи, вид но- ранного до Предмет поиска (объект ладатель), страна. Но- Название изобре мер охранного доку- кумента мер заявки, дата при исследования, его со- тения (полной мента. Классификаци- (только для ставные части) оритета, дата публика- модели, образца) онный индекс* анализа па ции* тентной чис тоты) 1 2 3 4 Organic photosen U.S. sitive cells grown The Trustees of Princeton Patent number: 7955889 on rough electrode University.

Способы получения ма- U.S. Class: with nano-scale Princeton, NJ (US).

териалов для 438/82;

438/99;

257/40;

morphology con Filing date: Jul 11, 2006 Jun. 7, газовых сенсоров, вклю- 257E51014;

136/263 trol Issue date: Jun 7, чая SiO2-SnO2 Int. Class:

Application number:

H01L 51/ 11/483, H01L 51/ U.S.

Patent number: Siemens Aktiengesell U.S. Class: Method for protect schaft (Munich, DE) 431/4;

44/320;

110/343;

ing an SiO2 coat Filing date: Nov 5, ing, and combus- May 4, 264/30;

427/237;

431/ Issue date: May 4, Int. Class: tion device with Application number:

F23J 7/00 protection 10/288, F23B 7/ C10L 1/ U.S.

Patent number: 7169724 NGK Insulators, Ltd.

Alumina sintered U.S. Class: (Nagoya, JP) 501/127;

204/429;

501/80 Filing date: Nov 24, 2004 body and method Jan. 30, Int. Class: Issue date: Jan 30, 2007 for producing the same C04B 35/10 Application number:

C04B 38/00 10/997, U.S.

Publication number:

Gas Sensors, Me US 2011/0197657 A thods of Prepara U.S. Class: James L. Gole, tion Thereof, Me 73/310.5;

324/649;

Atlanta, GA, (US) thods of Selecting Application number: Aug. 18, 438/49;

257E Gas Sensor Mathe Int. Class: 13/031, rials, and Methods G01N 9/00 Filing date: Feb 21, of Use of Gas Sen G01R 27/ sors H01L 21/ U.S. KYOCERA CORPO- Method for Manu- Sep. 3, Publication number: RATION facturing Ceramic US 2009/0220765 A1 (Kyoto, JP) Member, and Ce U.S. Class: Application number: ramic Member, 428/316.6;

29/25.35;

495 12/280,768 Gas Sensor Device, 239/569;

264/603;

Filing date: Feb 27, 2007 Fuel Cell Device, 310/364;

429/468 Multi-layer Piezo Int. Class: electric Device, B32B 3/26 Injection Apparatus C04B 35/64 and Fuel Injection H01M 8/10 System H01L 41/ H01L 41/ B05B 1/ U.S.

Publication number:

US 2007/0210349 A U.S. Class:

257/ Int. Class: Yicheng Lu, Ying Chen, Zheng Zhang (US).

H01L 29/82 Multifunctional Application number: biosensor based on Sep. 13, 11/600,556 ZnO nanostructures Filing date: Nov 16, U.S.

Patent number: The Arizona Board of U.S. Class:

Regents (Scottsdale, AZ) Quantum wire sen 257/414;

257E31086;

Filing date: Jun 9, 2008 sor and methods of Aug. 9, 438/17;

977/762;

Issue date: Aug 9, 2011 forming and using 977/936;

977/938;

same Application number:

977/953;

977/957;

Int.

12/135, Class:

H01L 27/ SPUTTERING U.S. TARGET FOR Publication number: OXIDE SEMI Koki Yano, Hirokazu US 2011/0180392 A1 CONDUCTOR, Kawashima (JP).

U.S. Class: COMPRISING Application number: Jul. 28, 20419225;

20429813 InGaO3(ZnO) 13/001, Int. Class: CRYSTAL phase Filing date: Jun 26, C23C 14/08 and process for C23C 14/34 producing the sputtering target U.S. Koki Yano, Hirokazu SPUTTERING Publication number: Kawashima, Kazuyoshi TARGET, ME US 2011/0177696 A1 Inoue (JP) THOD FOR U.S. Class: Application number:

FORMING 438/779;

20429813;

12/993, AMORPHOUS 264/681;

204/192.1;

Filing date: May 22, Jul. 21, OXIDE THIN 257E2124 FILM USING THE Int. Class:

same, and method H01L 21/ for manufacturing C23C 14/ thin film transistor C04B 45/ U.S. Korea Gas Corporation Tinoxide thin film, Nov. 23, Patent number: 5989990 (Seoul, KR) preparation thereof, U.S. Class: Filing date: Feb 14, 1996 and gas detecting 438/608;

427/529;

Issue date: Nov 23, 1999 sensor using the 427/561;

427/564;

reof 438/ Int. Class:

C23C 14/ U.S.

Patent number:

U.S. Class:

427/229 ;

427/226;

Method for apply 438/ ing selectively a Int. Class:

Sensirion AG (CH) layer to a struc B05D 1/26;

Filing date: Nov 23, 2005 tured substrate by H01L 21/ Issue date: Jun 7, 2011 the usage of a tem- Jun. 7, Application number: perature gradient in 11/791,549 the substrate U.S.

Patent number:

JX Nippon Mining & U.S. Class:

Metals Corporation (To 423/92 ;

205/544;

Method for collec kyo, JP) 205/564;

423/111;

tion of valuable Aug. 23, Filing date: Jun 27, 423/115;

423/89 metal from ITO Issue date: Aug 23, Int. Class: scrap Application number:

C25B 1/00;

C25C 1/22;

12/445, C01G 19/00;

C22B 58/00;

C01G 15/00;

C22B 25/ U.S. The United States of Patent number: America as represented 8000903 by the Administrator of Coated or doped U.S. Class: the National Aeronautics carbon nanotube 702/22 ;

422/83;

422/98;

and Space Asministration network sensors as 436/149;

702/23;

702/24;

(NASA) (Washington, Aug. 16, affected by envi 702/27;

702/30;

702/32;

DC) ronmental parame 73/23.2;

73/23.21;

Filing date: Apr 28, ters 977/920 Issue date: Aug 16, Int. Class: Application number:

G01N 31/00 11/416, U.S.

Patent number:

Tin oxide-based sputtering target, H.C. Starck Inc. (New U.S. Class:

ton, MA) transparent and 252/520.1 ;

204/298.13;

Filing date: Nov 11, 2008 conductive films, Dec. 14, 252/512;

252/515;

method for produc Issue date: Dec 14, 252/518.1;

252/520.5;

Application number: ing such films and 428/142;

428/432;

12/268,713 composition for 428/ use therein Int. Class:

H01B 1/ U.S. 3M Innovative Properties Thermoplastic film Sep. 25, Patent number: Company (St. Paul, MN) having metallic 7274458 Filing date: Mar 7, 2005 nanoparticle coat U.S. Class: Issue date: Sep 25, 2007 ing 356/445;

250/227.16 Application number:

Int. Class: 11/073, G01N 21/55;

G01J 1/04;

G01J 5/ U.S.

Patent number:

U.S. Class:

429/517;

204/431;

Energetics Systems Cor 429/232;

429/ poration Int. Class: Electrical energy Jun. 16, (Deal Island, MD) H01M 462 devices Filing date: Dec 28, Issue date: Jun 16, U.S.

Patent number:

Centre National de la Method for the Recherche Scientifique U.S. Class: preparation of a (C.N.R.S.) (Paris, FR) 252/500;

75/362;

423/1;

composition of na- Apr.27, Filing date: Apr 6, noparticles of at 423/263;

423/299;

Issue date: Apr 27, 423/592.1;

423/634;

least one crystal Application number:

556/1 line metal oxide 10/551, Int. Class:

H01B 1/ U.S.

Publication number: US 2008/0003159 A U.S. Class:

423/263;

423/592.1;

YONSEI UNIVERSITY 423/594.14;

423/594.17;

Preparation Me (Seoul, KR) 423/594.19;

423/594.3;

thod of Magnetic 423/594.5;

423/598;

Application number: Jan. 3, and Metal Oxide 10/598, 423/604;

423/605;

Nanoparticles Filing date: Nov 26, 423/606;

423/607;

423/608;

423/609;

423/610;

423/618;

Int. Class:

B82B 3/ C01B 13/ U.S. THE TRUSTEES OF Publication number: US COLUMBIA UNIVER Nano-sized parti 2007/0140951 A1 SITY IN THE CITY OF cles, processes of U.S. Class: NEW YORK making, composi- Jun. 21, 423/592.1;

423/605;

New York, NY (US) tions and uses the 423/622;

423/632 Application number:

reof Int. Class: 11/451, C01B 13/14 Filing date: Jun 12, U.S.

Patent number:

International Business Process of making U.S. Class: Machines Corporation metal containing 423/138 ;

252/62.56;

(Armonk, NY) iron oxide and iron Aug. 12, 252/62.62;

252/62.63;

Filing date: Aug 29, sulfide based na 252/62.64;

Issue date: Aug 12, noparticle materi Int. Class: Application number:

als 11/511, C01G 49/00;

C01G 49/02;

C01G 49/ U.S.

Patent number: Micron Technology, Inc.

7923381 Methods of form (Boise, ID) U.S. Class: Filing date: Jul 11, 2008 ing electronic de Apr. 12, vices containing 438/785;

257/E21.274;

Issue date: Apr 12, Zr-Sn-Ti-O films 427/124 Application number:

Int. Class: 12/171, IMPROVEMENT IN SENSITIVITY JP NATIONAL INSTI AND SELECTIV TUTE OF ADVANCED ITY OF SPV Patent number: INDUSTRIAL & (SURFACE JP 2004093469 (A) TECHNOLOGY (JP) PHOTOELEC Application number:

TRIC VOLTAGE Int. Class: JP20020257311 Mar. 25, METHOD) NOX C01B37/02;

GAS SENSOR G01N27/416;

Priority number(s):

USING METAL G01N31/00;

(IPC1-7): JP OXIDE MODI C01B37/02;

FIED MESO G01N27/416;

G01N31/ POROUS SIO THIN FILM NATIONAL INSTI SPV TYPE JP TUTE OF ADVANCED (SURFACE INDUSTRIAL & PHOTO Patent number: TECHNOLOGY (JP) VOLTAIC JP 2002250713 (A) Application number:

METHOD) NOx Sep. 6, JP GAS SENSOR Int. Class: USING ME G01N27/416;

Priority number(s):

SOPOROUS SiO (IPC1-7): G01N27/416 JP THIN FILM NANO KOREA ELECTRON- CRYSTALLINE KR COMPOSITE ICS TELECOMMUN NICATIONS OXIDE THIN Patent number: (KR) FILM, ENVI JP 2009139362 (A) RONMENTAL Application number:

Jun. 25, JP20080219622 GAS SENSOR Int. Class: 20080828 EQUIPPED C04B35/468B;

WITH IT, AND Priority number(s):

C23C14/08;

G01N27/12E KR20070127778 ITS MANUFAC 20071210 TURING ME THOD OXIDE SIN JP HITACHI METALS TERED COM LTD (JP) PACT, METHOD Patent number: Application number:

FOR PRODUC JP 2010037161 (A) JP ING THE SAME, Feb. 18, SPUTTERING Int. Class: Priority number(s):

TARGET AND 04B35/453;

C04B35/457;

JP SEMICONDUC C23C14/34;

H01B5/14 TOR THIN FILM METAL INST., CHI CN NESE ACADEMY OF SCIENCES (CN) Production of tin Patent number:

dioxide-base thin Application number:

CN 1747194 (A) CN20041050389 membrane gas- Sep. 10, 20040910 sensing device by Int. Class:

ink-jet printer Priority number(s):

G01N27/12;

H01L21/00;

CN H01L29/00;

H01L49/ СПОСОБ ПО Учреждение Россий ЛУЧЕНИЯ RU ской академии наук ПЛЕНОЧНЫХ Институт общей и не № ПОКРЫТИЙ 25.06. Кл. H01L21/20 органической химии ОКСИДА ОЛО B82B3/00 им. Н.С. Курнакова ВА НА ПОД РАН (ИОНХ РАН) (RU) ЛОЖКАХ СПОСОБ ПО RU (11) ЛИББИ-ОУЭНС-ФОРД ЛУЧЕНИЯ ПО № 05.06. КО. (US);

ПИЛКИНГ- КРЫТИЯ ИЗ Кл. C23C16/40, ОКСИДА ОЛО ТОН ПЛС (GB) C03C17/245, B05D5/ ВА НА СТЕКЛЕ СПОСОБ ПО Государственное обра- ЛУЧЕНИЯ зовательное учрежде- ТОНКИХ ПЛЕ RU № 2379784 ние высшего профес- НОК, СОДЕР Кл. H01L21/316 сионального образова- ЖАЩИХ НА- 02.12. B82B3/00 ния "Воронежский го- НОСТРУКТУ сударственный универ- РИРОВАННЫЙ ситет" ДИОКСИД ОЛОВА СПОСОБ ПО ЛУЧЕНИЯ ПО ЛУПРОВОДНИ RU КОВОГО МА № НПП "Политехник" 03.03. ТЕРИАЛА ДЛЯ Кл. G01N27/ СЕЛЕКТИВНО ГО ДЕТЕКТОРА ОКСИДОВ АЗО ТА U.S.

Способы Publication number:

изготовления газовых SEMICONDUC HORIBA LTD. (Kyoto, US 2011/0186939 A сенсоров на основе TOR TYPE GAS U.S. Class: JP) SiO2-SnO SENSOR AND 257/414;

438/49;

Application number: Aug. 4, MANUFACTUR 12/677, 257E29166;

257E ING METHOD Int. Class: Filing date: Aug 27, THEREOF H01L 29/ H01L 21/ U.S.

Gas Sensors, Me Publication number:

thods of Prepara US 2011/0197657 A James L. Gole, U.S. Class: tion Thereof, Me Atlanta, GA, (US) thods of Selecting 73/310.5;

324/649;

Application number: Aug. 18, Gas Sensor Math 438/49;

257E 13/031, erials, and Meth Int. Class:

Filing date: Feb 21, G01N 9/00 ods of Use of Gas Sensors G01R 27/ H01L 21/ U.S.

Patent number: Wong;

Jacob Y 8003945 (Goleta, CA) Intrinsically safe U.S. Class: Filing date: Aug 25, Aug. 23, NDIR gas sensor 250/343 Issue date: Aug 23, in a can Int. Class: Application number:

G01J 5/02 12/868, DENSO Corporation U.S.

(Kariya, JP) Patent number:

Harima Chemicals, Inc.

(Hyogo, JP) U.S. Class:

Ulvac, Inc. Production method 427/115 ;

427/189;

Jul. 4, (Kanagawa, JP) of gas sensor 427/376.2;

427/383. Filing date: Mar 12, Int. Class:

Issue date: Jul 4, B05D 5/12;

Application number:

B05D 3/ 10/386, U.S.

Electronics and Tele Patent number:

communications Re U.S. Class: search Institute Micro gas sensor (Daejon, KR) 73/31.06 ;

73/25.01;

and method for Jun. 21, Filing date: Dec 6, 2007 manufacturing the 73/25. Issue date: Jun 21, 2011 same Int. Class:

G01N 7/00;

Application number:

11/951, G01N 27/ Electronics and Tele U.S.

communications Re Issued patent:

search Institute (KR).

US7861575 Micro gas sensor Filing date:Jun 19, Jan 4, U.S. Classification: and manufacturing Application number:

73/31.06;

257/E21.001;

method thereof 12/142, 438/ Publication number: US 2009/0151429 A U.S.

Electronics and Tele Patent number: communications Re U.S. Classification:

Capacitive gas 257/43;

257/414;

search Institute (KR).

sensor and method Filing date: Jul 14, 2009 Oct 19, 257/E21.006;

of fabricating the Issue date: Oct 19, 257/E21.158;

same 257/E29.094;

438/104;

Application number:

12/502, 977/ U.S.

National Science Council Integrated ethanol Patent number: (CN). gas sensor and Int. Class.: Dec 19, Filing date: Dec 10, 1997 fabrication method G01N 2700;

G01N 2706;

Issue date: Dec 19, 2000 thereof H01L U.S. General Electric Com Patent number: 7827852 pany (Niskayuna, NY).

Filing date: Dec 20, 2007 Gas sensor and U.S. Classification:

Nov. 9, 73/31.06 Issue date: Nov 9, 2010 method of making Int. Class.: Application number:

G01N 7/10 11/961, U.S.

Publication number: US GAS SENSOR 2011/0143023 A1 Chungnam National Uni USING POROUS versity Industry Collabo U.S. Classification:

NANO-FIBER 427/126.3;

977/888;

ration Foundation CONTAINING 977/957 (Daejeon, KR) Jun. 16, METAL OXIDE Application number:

Int. Class.:

AND MANU 12/969, B05D5/ FATURING B82Y 40/00 Filing date: Dec 15, method thereof B82Y 15/ U.S.

Patent number:

Yasumasa Takao, Masa U.S. Class:

73/31.05;

29/595;

nobu Awano, Mutsuo Multilayered gas Jul. 24, 73/23.31;

73/31.06;

Sando (JP) sensor 204/429;

338/34;

422/88;

Filing date: Mar 14, 438/477;

438/795 Issue date: Jul 24, Int. Class:

G01N 2712;

G01N 2500;

G01N 2700;

H01C U.S. Beth A. Jones, Paul Ren Publication number: US nie, Robert Pallant, Paul SENSOR APPA 2011/0138880 A1 D. Smith RATUS AND U.S. Class: (GB) Jun. 16, METHOD THE 73/310.6 Application number:

REFOR Int. Class: 12/692, G01N 7/00 Filing date: Jan 22, JP FIGARO ENG INC (JP) Application number:

MANUFACTUR Patent number: JP ING METHOD JP 2008064674 (A) 20060908 Mar. 21, FOR SnO2 GAS Priority number(s):

SENSOR Int. Class: JP G01N27/12;

G01N27/16 FUJI ELECTRIC FA JP COMPONENTS & THIN FILM GAS SYSTEMS CO LTD (JP) Patent number: Application number: SENSOR AND JP 2008128772 (A) Jun. 5, JP20060312839 ITS MANUFAC TURING ME Int. Class: Priority number(s): THOD G01N27/12 JP JP NGK SPARK PLUG CO LTD (JP) Patent number: Application number: GAS SENSOR AND ITS MAN JP 2007064979 (A) JP Mar. 15, 20060801 UFACTURING Int. Class: Priority number(s): METHOD G01N27/12 JP TOTTORI UNIV, ;

FUJI JP GAS SENSOR, ELECTRIC SYSTEMS METHOD OF CO LTD (JP) Patent number: Application number: MANUFACTUR JP 2010054205 (A) ING SENSOR Mar. 11, JP ELEMENT, AND Int. Class: GAS DETECT Priority number(s):

G01N27/12 JP20080216313 ING METHOD TAMAOKI JUN, ;

MA JP TSUSHIRO MASARU MANUFACTUR (JP) ING METHOD Patent number: Application number:

FOR TIN OXIDE JP 2008020411 (A) Jan. 31, JP GAS SENSOR AND TIN OXIDE Int. Class: Priority number(s):

GAS SENSOR G01N27/12 JP JP SONY CORP (JP) Application number:

GAS SENSOR Patent number: JP AND METHOD JP 2007187476 (A) 20060111 Jul. 26, OF MANUFAC Priority number(s):

TURING SAME Int. Class: JP G01N27/12 FUJI ELECTRIC FA JP COMPONENTS & SYSTEMS CO LTD (JP) MANUFACTUR Patent number: Application number:

ING METHOD JP 2007064909 (A) Mar. 15, JP OF THIN FILM GAS SENSOR Int. Class: Priority number(s):

G01N27/12 JP Ru Институт химии Даль- ТВЕРДОТЕЛЬН № невосточного отделе- ЫЙ ГАЗОВЫЙ 20.01. Кл. G01N27/ ния РАН СЕНСОР ГАЗОЧУВСТ Ru Акционерное общество ВИТЕЛЬНЫЙ 10.12. № 2098806 закрытого типа "Сен- ТОЛСТОПЛЕ НОЧНЫЙ ДАТ Кл. G01N27/12 сорные системы" ЧИК СЕНСОР ПАРОВ Ru Институт нефтехими- УГЛЕВОДОРО ДОВ И БЕНЗИ № 2156971 ческого синтеза им. 27.09. Кл. G01N27/12 А.В. Топчиева НОВ СПОСОБ СЕ ЛЕКТИВНОГО Научно- ОПРЕДЕЛЕНИЯ Ru исследовательский фи- ОЗОНА В ВОЗ 27.08. № зико-химический ин- ДУХЕ В ПРИ Кл G01N27/ ститут им.Л.Я.Карпова СУТСТВИИ ХЛОРА И ОКИ СЛОВ АЗОТА Ru Институт физики полу- СЕНСОРНАЯ № 2086971 10.08. проводников СО РАН СТРУКТУРА Кл G01N27/ Ru Московский государст- СЕЛЕКТИВНЫЙ венный университет ГАЗОВЫЙ 10.09. № леса СЕНСОР Кл. G01N27/ Радин Сергей Алексее вич;

Иванова Ольга Ru СЕНСОР ДЛЯ Михайловна;

Загарских АНАЛИЗА ГА Владимир Геннадие- 27.08. № 2088914 ЗООБРАЗНЫХ вич;

Высочанский Кл. G01N27/30 ВЕЩЕСТВ Александр Владимиро вич ПОЛУПРОВОД Открытое акционерное Ru НИКОВЫЙ ГА общество Центральный № 2143678 ЗОВЫЙ СЕН научно- исследователь- 27.12. Кл. G01N27/12, СОР И СПОСОБ ский технологический H01L21/02 ЕГО ИЗГОТОВ институт "Техномаш" ЛЕНИЯ СПОСОБ И УСТРОЙСТВО МУЛЬТИСЕН СОРНОГО ДЕ Ru Общество с ограничен- ТЕКТИРОВА 03.05. № 2341789 ной ответственностью НИЯ ОСНОВ НЫХ ПРИОРИ Кл. G01N27/12 "Сенсор НН" ТЕТНЫХ ЗА ГРЯЗНИТЕЛЕЙ АТМОСФЕРНО ГО ВОЗДУХА Способ изготов Ru ления чувстви тельного элемен ООО НПП «Сенсерия» 20.03. №: 2319953 та полупровод Кл. G01N никого газового сенсора Федеральное государ ственное унитарное предприятие "Ордена Ru СПОСОБ ИЗГО Трудового Красного ТОВЛЕНИЯ ГА 20.10. Знамени научно №: 2336548 ЗОВОГО СЕН исследовательский фи Кл. G03F007/16 СОРА зико-химический ин ститут имени Л.Я. Кар пова" Анисимов Олег Викто рович (RU), Давыдова Способ форми Тамара Анатольевна Ru рования элемен (RU), Максимова На тов из каталити дежда Кузьминична 20.10 №: 2282227 ческих металлов (RU), Черников Евге Кл. G03F007/16 на поверхности ний Викторович (RU), сенсора Щеголь Сергей Степа нович (RU) Ru СПОСОБ ИЗГО Самарский государст- ТОВЛЕНИЯ 20.08. №: 2065601 ДАТЧИКА СО венный университет Кл. G01N027/12 СТАВА ГАЗА СПОСОБ ИЗГО Ru Научно- ТОВЛЕНИЯ исследовательский ин- ПОЛУПРОВОД 20.08. №: 2065602 ститут измерительных НИКОВОГО Кл. G01N027/12 систем ДАТЧИКА ГА ЗОВ Государственное обра- СПОСОБ ИЗГО зовательное учрежде- ТОВЛЕНИЯ Ru ние высшего профес- ЧУВСТВИ сионального образова- ТЕЛЬНОГО 6.07. №: ния "Воронежский го- ЭЛЕМЕНТА Кл. G01N027/ сударственный техни- ДАТЧИКОВ ГА ческий университет" ЗА СПОСОБ ИЗГО ТОВЛЕНИЯ Ru Научно ЧУВСТВИ исследовательский ин ТЕЛЬНОГО 20.02. №: 2073853 ститут измерительных ЭЛЕМЕНТА ГА Кл. G01N27/12 систем ЗОВОГО ДАТ ЧИКА СПОСОБ ИЗГО ТОВЛЕНИЯ Ru Махин Алексей Вяче- ЧУВСТВИ славович;


Ганус Анд- ТЕЛЬНОГО 30.01. №: рей Иванович ЭЛЕМЕНТА ГА Кл. G01N27/ ЗОВЫХ ДАТ ЧИКОВ Сергеев Глеб Борисо вич;

Загорский Вяче RU слав Викторович;

Пет ЧУВСТВИТЕЛЬ № 2097751 рухина Марина Алек 27.11. НЫЙ СЛОЙ НА Кл. G01N27/12 сандровна;

Григорьев АММИАК Евгений Иванович;

Трахтенберг Леонид Израилевич ПОЛУПРОВОД НИКОВЫЙ ЧУВСТВИ ТЕЛЬНЫЙ ГОУ ВПО "Уральский RU ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ государственный тех 28.11. № 2305830 СЕЛЕКТИВНО нический университет ГО ДЕТЕКТОРА Кл. G01N027/ УПИ" УГТУ-УПИ ОКСИДОВ АЗО ТА И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕ НИЯ U.S. National Formosa Unive Устройство газовых сен- Patent number: 7963148 Gas sensor made risty (TW).

соров, в том числе и на U.S. Classification Filing date: Sep 3, 2008 of field effect tran Jun. 21, основе sistor based on 73/310.6 Issue date: Jun 21, SiO2-SnO2 ZnO nanowires International Class: Application number:

G01N 7/00 12/230, U.S.

Denso Corporation (Ka Patent number: riya, JP) Gas sensor ele U.S. Class:

Appl. No.: 10/308,173 ment containing a Jan. 2, 204/429 ;

73/23. Filed: December 3, getter International Class:

G01N 27/ U.S.

Publication number: US National University Cor 2011/0169057 A poration Okayama Uni U.S. Class:

versity (JP).

Gas Sensor Jul. 14, 257/ Application number:

Int. Class:

13/063, H01L 27/ Filing date: Jun 30, The United States of U.S.

America as represented Patent number: 7389675 Miniaturized metal by the Administrator of U.S. Class: 73/31.06 ;

(metal alloy)/ National Aeronautics and 257/253 PdOx/SiC hydro- Aug. 23, Space Administration Int. Class: gen and hydrocar (Washington, DC) G01N 27/00 bon gas sensors Appl. No.: 12/143, Filed: June 20, ILJIN COPPER FOIL U.S.

CO., LTD., CIOS INC.

Publication number: US (KR) Nitrogen-Oxide 2011/0168557 A1 Sep 30, Application number: gas sensor U.S. Class:

13/119, 204/ Filing date: Sep 30, U.S. Inficon GmbH (DE) Patent number: 7971471 Filing date: May 4, 2007 Quartz window Jul. 5, U.S. Class: Issue date: Jul 5, 2011 gas sensor with 73/407;

73/310.5;

73/40;

Application number: heated membrane 738/635.1 12/227, HITACHI AUTOMO U.S.

TIVE SYSTEMS, LTD Publication number: US (JP). Thermal Gas Sen 2011/0154885 A1 Jun. 30, sor Application number:

U.S. Class:

12/973, 73/250. Filing date: Dec 20, Device and me U.S. Siemens Aktiengesell thod for the quan Patent number: 7704214 schaft (DE).

titative determina U.S. Class: Filing date: Apr 30, 2002 Apr. 27, tion of nitrogen 600/532;

73/23.3;

422/84;

Issue date: Apr 27, oxides in exhaled 600/529 Application number:

air and application 10/476, thereof U.S.

Patent number: 6592823 BASF Aktiengesellschaft Sensor for detect U.S. Class: (DE) ing the instantane 422/88;

422/83;

422/94;

Filing date: Oct 6, 1999 ous concentrations Jul. 15, 422/98 Issue date: Jul 15, 2003 of a plurality of Int. Class: Application number: gas constituents in G01N/3096 9/412,597 a gas U.S.

ILJIN COPPER FOIL NITROGEN Publication number: US CO., LTD., CIOS INC.

2011/0163314 A1 OXIDE GAS (KR) SENSOR WITH U.S. Class: Jul. 7, Application number:

LONG SIGNAL 257/53;

257E 13/119, Int. Class: STABILITY Filing date: Sep 30, H01L 29/ U.S.

Patent number: 7655123 NGK Insulators, Ltd.

U.S. Class: (JP).

204/429;

204/424;

Filing date: Nov 24, Gas sensor Feb. 2, 204/426;

204/428 Issue date: Feb 2, Int. Class: Application number:

G01N 27/417;

G01N 10/997, 27/26;

G01N 27/ U.S. Christoph Senft (Muen Publication number: US chen, DE) 2011/0163353 A1 Application number:

U.S. Class: 12/983,866 Gas sensor Jul. 7, 257/253;

257E29242 Publication number: US Int. Class: 2011/0163353 A H01L 29/772 Filing date: Jan 3, U.S.

Denso Corporation Patent number: (Nagoya, JP) U.S. Class:

Filing date: Dec 5, 2001 Gas sensing ele- Sep. 27, 204/429;

73/23.32;

Issue date: Sep 27, 2005 ment 204/ Application number:

Int. Class:

10/001, G01N027/ U.S. Delphi Technologies, Patent number: Inc. Systems and me thods for sensing 7975537 Troy, MI, (US).

Filing date: Apr 25, 2008 an ammonia con U.S. Class: Jul. 12, Issue date: Jul 12, 2011 centration in ex 731/147.1;

73/233. Int. Class: Application number: haust gases G01M 15/10 12/109, U.S.

Publication number: US Rodrigo Lain Sanchez Gas concentration 2009/0139210 A Dunlap IL, (US).

U.S. Class: sensor drift and Jun. 4, Application number:

60/276;

60/277;

701/102 failure detection 11/987, system Int. Class:

Filing date: Nov 30, F01N 11/ F01N 9/ U.S.

Patent number:

U.S. Class: Nitrogen oxides 422/98 ;

204/426;

422/83;

Osaka Gas Co., Ltd. (JP) detection method, 422/88;

436/84;

505/121;

and sensor ele- Oct. 23, Filing date: Jan 4, 505/181 Issue date: Oct 23, 2001 ment for detection Int. Class: of nitrogen oxides G01N 27/12;

G01N 33/00;

G01N 027/ U.S.

Patent number:

City Technology Limited (Partsmouth, GB) U.S. Class:

Filing date: Nov 23, Gas sensors Feb. 7, 73/31.06;

73/23.31;

Issue date: Feb 7, 338/34;

422/ Application number:

Int. Class:

10/130, G01N 31/10;

G01N 27/ OSAKA GAS CO LTD;

FUJI ELECTRIC JP HOLDINGS (JP) GAS DETECTOR Patent number:

Application number:

AND GAS DE JP 2005083840 (A) Mar. 31, JP G01N27/12;

(IPC1-7): TECTION ME THOD G01N27/ Priority number(s):

JP OSAKA GAS CO LTD, ;

FUJI ELECTRIC JP HOLDINGS CO LTD (JP) Patent number:

Application number: THIN FILM GAS JP 2006258422 (A) Sep. 28, JP20050072124 SENSOR Int. Class:

Priority number(s):

G01N27/ JP OSAKA GAS CO LTD, ;

FUJI ELECTRIC JP HOLDINGS CO LTD (JP) Patent number: GAS DETECT Application number:

ING DEVICE JP 2007271636 (A) Oct. 18, JP AND METHOD Int. Class:

Priority number(s):

G01N27/ JP FUJI ELECTRIC FA JP COMPONENTS & SYSTEMS CO LTD, OSAKA GAS CO LTD Patent number:

JP 2005164566 (A) (JP) THIN-FILM GAS Jun. 23, Application number:

SENSOR JP Int. Class:

G01N27/12;

(IPC1-7): G01N27/12 Priority number(s):

JP FUJI ELECTRIC FA JP COMPONENTS & SYSTEMS CO LTD, Patent number: OSAKA GAS CO LTD JP 2005134165 (A) (JP) THIN FILM GAS May 26, Application number:

SENSOR JP Int. Class:

G01N27/12;

G01N27/16;

(IPC1-7): G01N27/12;

Priority number(s):

JP G01N27/ JP FUJI ELECTRIC FA COMPONENTS & Patent number: SYSTEMS CO LTD (JP) THIN FILM GAS JP 2005037349 (A) Application number: SENSOR AND MANUFACTUR- Feb. 10, JP Int. Class: 20031201 ING METHOD G01N27/12;

G01N27/16;

Priority number(s): THEREFOR (IPC1-7): G01N27/12;

JP G01N27/16 ИНДИКАТОР Ru СТЕПЕНИ Акционерное общество № 2096776 ВЗРЫВООПАС 20.11. закрытого типа Кл. G01N27/16, НОСТИ ГАЗО "СФИНКС" G01N25/50 ВОЗДУШНОЙ СМЕСИ Ru ГАЗОАНАЛИЗА Лешков В.В. 9.10. № 2249203 ТОР Кл. G01N ГАЗОВЫЙ Радин Сергей Алексее Ru СЕНСОР ДЛЯ вич;

Бурмистров Павел ОБНАРУЖЕНИЯ Валентинович;

Погреб- 02.06. № 2174677 ХИМИЧЕСКИ няк Алексей Станисла Кл. G01N27/12 ВРЕДНЫХ ВЕ вович ЩЕСТВ Государственное обра зовательное учрежде Ru ние высшего профес- Нанополупро сионального образова- водниковый газо- 8.02. № анализатор ния "Омский государ Кл. B82B G01N ственный технический университет" Государственное обра Ru зовательное учрежде НАНОПОЛУ ние высшего профес ПРОВОДНИКО № 2422811 сионального образова- 28.10. ВЫЙ ГАЗОВЫЙ Кл. G01N027/22 ния "Омский государ ДАТЧИК B82B001/00 ственный технический университет" Ru ПОЛУПРОВОД Омский государствен НИКОВЫЙ ГА ный технический уни- 04.01. № 2241982 ЗОВЫЙ ДАТ верситет Кл. G01N027/12 ЧИК ПОЛУПРОВОД НИКОВЫЙ Институт физики полу ДАТЧИК ДЛЯ RU проводников Объеди РЕГИСТРАЦИИ 18.10. № 2231779 ненного института фи ВЗРЫВООПАС зики полупроводников Кл. G01N027/ НЫХ ГАЗОВЫХ СО РАН КОМПОНЕНТ В ВОЗДУХЕ ДАТЧИК НЕ ПРЕРЫВНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ RU Общество с ограничен- ПАРАМЕТРОВ 15.01. ной ответственностью ГАЗООБРА № "ПГС-сервис" ЗУЮЩЕЙ СО Кл. G01N027/ СТАВЛЯЮЩЕЙ ГАЗОВОЙ СМЕСИ RU ГИБРИДНАЯ Самсунг Электроникс ИНТЕГРАЛЬ Ко., Лтд. (KR);

Иов 10.10. № 2137117 НАЯ СХЕМА дальский Виктор Ана Кл. G01N27/16, ГАЗОВОГО тольевич (RU) H01L27/02 СЕНСОРА RU СЕНСОР ПАРОВ Закрытое акционерное УГЛЕВОДОРО- 18.07. № 2202780 общество "Бератех" ДОВ Кл. G01N027/ Научно RU исследовательский ин- ДАТЧИК СО № 2100800 06.10. ститут измерительных СТАВА ГАЗА Кл. G01N027/ систем RU Омский государствен ДАТЧИК УГАР № 2185615 ный технический уни- 08.08. НОГО ГАЗА Кл. G01N27/12 верситет Полупроводни RU Воронежский государ ковый металло № 2206082 ственный технический 27.12. оксидный датчик Кл. G01N027/12 университет газов Научно RU ПОЛУПРОВОД информационный центр № 2114422 НИКОВЫЙ 15.04. проблем интеллекту Кл. G01N27/12 ДАТЧИК ГАЗОВ альной собственности Осадчук Владимир Степанович[UA] RU ПОЛУПРОВОД Осадчук Елена Влади № 2053504 НИКОВЫЙ 27.01. мировна[UA] Кл. G01N027/12 ДАТЧИК ГАЗА Осадчук Александр Владимирович[UA] Соколов Александр УСТРОЙСТВО Сергеевич;

Рыльцев СИГНАЛИЗА Николай Васильевич;

RU ЦИИ ПОЖАРО Осин Николай Сергее № 2138856 ВЗРЫВООПАС 20.03. вич;

Лившиц Алек Кл. G08B17/107, НОЙ СИТУА сандр Ильич;

Зайцев G08B17/117 ЦИИ В ЛЕТА Станислав Николаевич;

ТЕЛЬНЫХ АП Петров Александр Вик ПАРАТАХ торович RU ДАТЧИК МЕ № 94046302 Сименс АГ (DE) 30.03. ТАНА Кл. G01N027/ СПОСОБ ЭКС RU ПЛУАТАЦИИ № 2132551 Сименс АГ (DE) 27.06. ГАЗОВОГО Кл. G01N27/ ДАТЧИКА Патентовед _ Н.А. Абрамова подпись Руководитель подразделения – исполнителя работы И.А. Аверин подпись ПРИЛОЖЕНИЕ Г (обязательное к отчету о патентных исследованиях) Описание запатентованных изобретений в области методов и средств про ектирования и разработки газовых сенсоров 1 Патент № 2397572 - способ получения пленочных покрытий оксида олова на подложках Изобретение относится к области получения тонких пленок оксида олова в вы сокодисперсном состоянии на поверхности различных подложек и может быть ис пользовано в процессах синтеза рецепторных слоев для полупроводниковых и дру гих газовых сенсоров, синтеза пленок оксида олова для электроники.


Сущность изобретения: в способе получения пленочных покрытий оксида оло ва на подложках, заключающемся в том, что прекурсоры оксида олова переводят в газовую фазу нагреванием при температуре 65150°С, затем газообразные прекур соры переносят газом-носителем, таким как воздух, кислород или их смеси с арго ном или азотом, который пропускают со скоростью 20250 мл/мин, в зону разложе ния, нагретую до температуры 250550°С, куда помещают подложку для осаждения на ней пленок оксида олова, при этом в качестве прекурсоров оксида олова выбира ют краунсодержащие -дикетонаты или карбоксилаты олова. Целесообразно, что краунсодержащие -дикетонаты или карбоксилаты олова выбирают из ряда: [Sn(18 кpayн-6)(C5H7O2)2], [Sn(18-краун-6)(C5H4O2F3)2], [Sn(18-краун-6(C5HO2F6)2], [Sn(18 краун-6)(СН3СОО)2], [Sn(18-краун-6)(CF3COO)2]. Способ обеспечивает получение пленочных покрытий оксида олова с использованием нетоксичных, не подвергаю щихся гидролизу при хранении прекурсоров оксида олова, не выделяющих при тер молизе токсичных побочных продуктов, способ не требует введения дополнитель ного газа-окислителя в зону разложения прекурсора и осаждения пленочных покры тий.

2 Патент №2100801 - твердотельный газовый сенсор Формула изобретения: 1) Твердотельный газовый сенсор, содержащий под ложку и металлоксидный газочувствительный слой, пленочный микронагреватель и электроды, отличающийся тем, что подложка выполнена из металла, выбранного из группы, включающей вентильные металлы и их сплавы, и покрыта с обеих сторон оксидными слоями соответствующего металла, на одной из сторон оксидированной подложки выполнен электропроводящий газопроницаемый контакт в качестве изме рительного электрода, а на другой размещен пленочный микронагреватель, при этом сенсор снабжен выводами от измерительного электрода и подложки для подсоеди нения к регистрирующему прибору и выводами питания микронагревателя.

2) Сенсор по п. 1, отличающийся тем, что металлоксидные газочувствительные слои на подложке выполнены методом анодного оксидирования.

Предлагаемое изобретение направлено на создание твердотельного газового сенсора, регистрируемым параметром которого является изменение ЭДС сенсора, что обеспечивает стабильность параметров его работы во времени, воспроизводи мость и тождественность параметров в серии, а также упрощение конструкции и способа изготовления сенсора.

Поставленная задача решается предлагаемым газовым сенсором, содержащим подложку, металлоксидный газочувствительный слой, пленочный микронагреватель и электроды, в котором подложка, служащая электродом сравнения, выполнена из металла, выбранного из группы вентильных и их сплавов, и покрыта с обеих сторон газочувствительными оксидными слоями соответствующего металла, на одной из сторон оксидированной подложки выполнен электропроводящий газопроницаемый контакт в качестве измерительного электрода, а на другой размещен пленочный микронагреватель, при этом сенсор снабжен выводами от измерительного электрода и от подложки (электрода сравнения) для подсоединения непосредственно к регист рирующему прибору (вольтметру) и выводами питания нагревателя.

Металлоксидный газочувствительный слой нанесен на подложку методом анодного оксидирования (анодирования).

Данный метод применим лишь для ограниченного класса материалов, к кото рым относятся вентильные металлы и их сплавы. Оксиды указанных металлов отно сятся к нестехиометрическим, имеющим дефицит по кислороду, и в них наиболее эффективно проявляются механизмы, обеспечивающие принцип работы заявляемо го сенсора.

3 Патент №2146816 - способ детектирования газовых смесей Описание изобретения: Изобретение относится к области анализа смесей газов с целью установления их качественного и количественного состава и может быть использовано в газовых сенсорах, работающих на принципе зависимости термоЭДС газочувствительного материала от наличия и концентрации определенного газа.

Формула изобретения:

1)способ детектирования газовых смесей путем генерирования и измерения термо-ЭДС в электрической цепи с адсорбционным газочувствительным элементом, заключающийся в том, что температуру газочувствительного элемента поддержи вают на уровне чувствительности к детектируемому газу и контролируют градиент температуры между "горячим" и "холодным" контактами, отличающийся тем, что в качестве адсорбционного газочувствительного элемента используют слой тонкопле ночного полупроводникового материала с пленочными электрическими контактами, поддерживают температуру только "горячего" контакта на уровне чувствительности к детектируемому газу.

2)Способ по п. 1, отличающийся тем, что градиент температуры между "горя чим" и "холодным" контактами создают в пределах 50 - 500oC.

4 Патент №2098806 - газочувствительный толстопленочный датчик Описание изобретения: Изобретение относится к исследованию или анализу материалов с помощью измерения электрических характеристик, в частности к дат чикам концентрации газов.

Формула изобретения:

1) Газочувствительный толстопленочный датчик, содержащий подложку, на одну из сторон которой нанесен нагревательный слой из резистивного композици онного материала, состоящего из диоксида рутения, в качестве основы и стеклосвя зующего, токоподводы и контактные площадки к нагревательному слою, а на дру гую сторону полупроводниковый газочувствительный слой, токоподводы и кон тактные площадки к газочувствительному слою, отличающийся тем, что в качестве стеклосвязующего в материале нагревательного слоя использовано стекло, содер жащее боросиликат щелочноземельного металла с добавкой диоксида олова.

2) Датчик по п.1, отличающийся тем, что токоподводы прикреплены к контакт ным площадкам с помощью элементов крепления, при этом контактные площадки и элементы крепления изготовлены из материала того же элементного состава, что и нагревательный слой, но имеющего большее содержание диоксида рутения.

5 Патент №2156971 - сенсор паров углеводородов и бензинов Описание изобретения: Изобретение относится к аналитическому приборо строению и может быть использовано для определения концентрации паров углево дородов и бензинов в воздухе. Изобретение может применяться для предупрежде ния пожаро- и взрывоопасных ситуаций в химических производствах, автозаправоч ных станциях, гаражах, а также для проведения экологического мониторинга, сани тарного надзора.

Формула изобретения: Сенсор паров углеводородов и бензинов, выполненный в виде кварцевого резонатора, на электроды которого нанесен пленочный чувстви тельный слой, отличающийся тем, что в качестве материала чувствительного слоя использованы полимеры и сополимеры группы полисилилацетиленов с содержани ем кремния 18 - 25%.

6 Патент № 2088911 - способ селективного определения озона в воздухе в при сутствии хлора и окислов азота Описание изобретения: Изобретение относится к полупроводниковой технике и может найти применение для определения концентрации озона в приповерхност ном слое Земли, в верхних слоях атмосферы, в медицинской технике, при очистке питьевой воды, в промышленной технологии, а также в сельском хозяйстве.

Формула изобретения: Способ определения озона в воздухе в присутствии хлора и окислов азота, включающий измерение электропроводности пленки оксида индия с добавкой 3 6 мол. оксида железа, нанесенной на диэлектрическую подлож ку, отличающийся тем, что измерения ведут при 170 - 220°C, а в качестве оксида железа используют -модификацию оксида железа со структурой типа шпинели.

7 Патент № 2097751 - чувствительный слой на аммиак Описание изобретения: Изобретение относится к чувствительным слоям (пленкам), изменяющим свое электрическое сопротивление в присутствии аммиака, т.е. для измерения концентраций аммиака в газовой фазе, что может быть использо вано в химической технологии и пищевой промышленности.

Формула изобретения: Применение поли-п-ксилилена, содержащего свинец в количестве 0,01 - 8,0 мкг/мм2, в качестве чувствительного слоя в датчике на амми ак.

8 Патент №2096776 - индикатор степени взрывоопасности газовоздушной сме си Описание изобретения: Изобретение относится к области анализа газо воз душных смесей с каталитическим окислением и может быть использовано преиму щественно для индикации в системах взрывопредупреждения и контроля степени взрывоопасности взрывоопасных объектов.

Формула изобретения:

1) Индикатор степени взрывоопасности газовоздушной смеси, содержащий по следовательно включенные генератор, устройство питания датчика, мостовую схему с включенным в рабочее плечо термокаталитическим преобразователем (сенсором), устройство преобразования сигнала мостовой схемы в постоянное напряжение и выходной блок индикации, отличающийся тем, что генератор выполнен в виде гене ратора импульсов стабильной скважности, устройство питания датчика выполнено в виде источника импульсного напряжения, устройство преобразования сигнала мос товой схемы в постоянное напряжение выполнено в виде синхронного детектора на два входа и один выход, причем управляющий вход синхронного детектора под ключен к выходу источника импульсов стабильной скважинности, выходные им пульсы которого устанавливаются по соотношению Uп Q, Uн где Q - скважность;

U п - напряжение питания источника импульсного напря жения;

U н - напряжение питания термокаталитического преобразователя (сенсора).

2) Устройство по п.1, отличающееся тем, что генератор импульсов стабильной скважности выполнен по схеме несимметричного мультивибратора с возможностью регулирования скважности, источник питания датчика выполнен на усилителе тока и силовом ключе, синхронный детектор выполнен на нескольких идентичных ячей ках схемы выборки хранения на транзисторном ключе.

9 Патент №2086971 - сенсорная структура Описание изобретения: изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при разработке и изготовлении сенсорных микроэлектронных устройств, в системах автоматизации технологических процессов и контроля со стояния жидких и газообразных сред.

Формула изобретения: Сенсорная структура, содержащая полупроводнико вую проводящую подложку, изолирующий слой с расположенным на нем металли ческим электродом, газочувствительный слой и контакты к полупроводниковой подложке и электроду, отличающийся тем, что газочувствительный слой, имеющий открытую поверхность, расположен на торцевой области изолирующего слоя и кон тактирует с электродом и подложкой.

10 Патент №2137115 - селективный газовый сенсор Описание изобретения: Предполагаемое изобретение относится к технике га зового анализа, в частности, к газовым датчикам с полупроводниковым чувстви тельным элементом для экспрессного контроля составляющих ингредиентов в воз душной среде.

Формула изобретения: Селективный газовый сенсор, содержащий подложку с резистивным подогревным слоем на одной ее стороне и полупроводниковой оксид ной пленкой, легированной оксидами других металлов, на другой стороне, отли чающийся тем, что в качестве оксида основного слоя используют оксид металла ва лентной группы не ниже детектируемого газа, а характеристики селективности: ра бочая температура T0 и эквивалентная добротность Qэ рассчитываются по регрес сионным зависимостям T0 = 180° (/0)0,3W0,5;

Qэ = 0,1 T0 (/d)-0,4n0,1, где, 0 -молярные веса детектируемого газа и воздуха соответственно;

w-валентность материалов легирования;

n-количество элементов поликристаллического легирования;

/d -отношение толщины примесного слоя к толщине полупроводникового слоя основного оксида.

11 Патент №2018813 - датчик концентрации газов Описание изобретения: Изобретение относится к исследованиям или анализу материалов с помощью измерения электрических характеристик, в частности к дат чикам концентрации газов.

Формула изобретения:

1) датчик концентрации газов, включающий корпус, чувствительный элемент, нагреватель и токоподводы, отличающийся тем, что, с целью увеличения прочности конструкции, снижения мощности и сохранения газочувствительных характеристик, чувствительный элемент, нагреватель и токоподводы жестко установлены между двумя таблетками из материала на основе супертонкого кварцевого волокна с низ кой теплопроводностью и открытыми порами;

2) датчик по п.1, отличающийся тем, что в таблетке со стороны чувствительно го элемента выполнено глухое или сквозное отверстие;

3) датчик по п.1 и 2, отличающийся тем, что материал таблетки пропитан ката лизатором-поглотителем примесных по отношению к измеряемому газов.

12 Патент №2088914 - сенсор для анализа газообразных веществ Описание изобретения: Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в измерительных устройствах для контроля окружающей среды, измерения концентраций и нахождения течей вредных и дорогостоящих га зов, контроля герметичности изделий, содержащих вредные химические вещества и других устройствах, применяемых в метрологии, в сельском хозяйстве, различных отраслях промышленности, в научных исследованиях.

Формула изобретения:

1) сенсор для анализа газообразных веществ, выполненный в виде диэлектри ческой подложки с нанесенными на нее металлическими взаимопроникающими гре бенчатыми электродами, на которые нанесена пленка проводящего полимера, отли чающийся тем, что в качестве проводящего полимера используют смесь полисила ноанилина и полианилина в соотношении 9 1, и пленка модифицирована анионными комплексами металлов;

2) сенсор по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен электро дом и твердым электролитом, нанесенным на гребенчатые электроды и на дополни тельный электрод, что позволяет поддерживать окисленно-восстановительное со стояние проводящего полимера с помощью постоянного тока.

13 Патент №2143678 - полупроводниковый газовый сенсор и способ его изго товления Описание изобретения: Изобретение относится к области микроэлектроники, в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур, являющихся элементной базой функциональной микроэлектроники и может быть использовано в технологии изготовления интегральных газовых сенсоров с тонкими диэлектриче скими мембранами (1-5 мкм).

Формула изобретения:

1) полупроводниковый газовый сенсор, включающий диэлектрическую мем брану, области нагревателя, чувствительного слоя, электроды, контактные площад ки, плату с рабочим окном и контактными площадками, отличающийся тем, что ди электрическая мембрана расположена над платой таким образом, что области нагре вателя и чувствительного слоя находятся напротив рабочего окна платы, а контакт ные площадки, расположенные на диэлектрической мембране, непосредственно электрически связаны с контактными площадками платы;

2) способ изготовления полупроводникового газового сенсора, включающий формирование на кремниевой пластине диэлектрического слоя мембраны, областей нагревателя, чувствительного слоя, электродов и контактных площадок методом фотолитографии, травления кремния и разделения на кристаллы, отличающийся тем, что разделение кремниевой пластины на кристаллы производят перед травле нием кремния, проводят установку каждого кристалла на плату с рабочим окном и контактными площадками так, что соответствующие контактные площадки кри сталла и платы непосредственно электрически связаны друг с другом, а чувстви тельный слой кристалла располагается над рабочим окном платы, затем проводят травление кремния до диэлектрического слоя мембраны.

14 Патент № 2341789 - способ и устройство мультисенсорного детектирования основных приоритетных загрязнителей атмосферного воздуха Формула изобретения:

1) способ мультисенсорного количественного детектирования основных при оритетных неорганических загрязнителей в атмосферном воздухе: аммиака, диокси да серы и сероводорода, отличающийся тем, что в качестве чувствительных покры тий датчиков (химических сенсоров), входящих в состав мультисенсорной системы, используются пленки функциональных полимеров с ионносвязанными катионами органических красителей, способными вступать в специфическое взаимодействие с молекулами основных приоритетных загрязнителей: аммиака, диоксида серы и се роводорода, при этом во всех трех парах сенсорных элементов, используют различ ные по химическому строению функциональные полимеры, при этом измерения проводятся в два этапа: на первом этапе на все шесть сенсорных элементов подают ся идентичные по скорости и химическому составу потоки анализируемого воздуха с предварительным изъятием из них газов: аммиака, диоксида серы и сероводорода (чистый воздух), на втором этапе на три сенсорных элемента подаются потоки чис того воздуха, а на три других сенсорных элемента подаются потоки анализируемого воздуха без изъятия перечисленных газов, далее проводят выделение аналитических сигналов трех датчиков (сенсоров), которое заключается в попарном вычитании сигналов, полученных на первом этапе проведения измерений из сигналов, полу ченных на втором этапе проведения измерений, далее осуществляют решение сис темы трех уравнений, в которые входят величины разностных сигналов, относи тельно трех неизвестных, которыми являются концентрации трех основных приори тетных загрязнителей в пробе атмосферного воздуха: аммиака, диоксида серы и се роводорода;

2) устройство для реализации способа по п.1, включающее мультисенсорную систему на поверхностной акустической волне, состоящую из трех двойных линий задержки, образующих три датчика - химических сенсора, каждая линия задержки в двойной линии задержки представляет собой сенсорный элемент, который выполнен на отдельном кристалле кварца и находится в отдельной измерительной ячейке, при этом чувствительные покрытия в виде пленок функциональных полимеров нанесе ны или расположены на всех шести сенсорных элементах в пространстве между встречно- штырьевыми преобразователями линии задержки, причем эти чувстви тельные покрытия попарно идентичны по химическому строению и толщине и от личаются друг от друга в каждой из пар сенсорных элементов.

15 Патент №2339935 - способ измерения концентрации взрывоопасных газов Формула изобретения: Способ измерения концентрации взрывоопасных газов, включающий измерение сигнала на каталитически активном чувствительном эле менте газоанализатора, включенном в мостовую измерительную схему, и после дующее определение величины концентрации взрывоопасных газов по величине сигнала выходного напряжения, отличающийся тем, что после каждой подачи на датчик напряжения питания, обеспечивающего нагрев чувствительного элемента до температуры возникновения термокаталитического окисления взрывоопасного газа, чувствительность термокаталитического элемента восстанавливают дополнитель ным разогревом его до температуры, при которой происходит сублимация продук тов горения на активной поверхности чувствительного элемента, путем увеличения питающего напряжения;

при этом вводится стробирующий импульс, позволяющий прибору проводить считывание величины выходного напряжения измерительного моста в момент проведения измерения концентрации взрывоопасных газов и не учи тывать выходное напряжение измерительного моста, возникающего во время до полнительного разогрева.



Pages:     | 1 |   ...   | 9 | 10 || 12 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.