Please use this identifier to cite or link to this item: https://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/78193
Or use following links to share this resource in social networks: Recommend this item
Title Deep Silicon Barrier Structure as Chemical Sensor for Detection of Hydrochloric Acid Salt Solutions
Other Titles Застосування кремнієвої структури з глибоким бар'єром для виявлення солей хлорної кислоти
Authors Kozinets, А.V.
Manilov, A.I.
Alekseev, S.A.
Litvinenko, S.V.
Lysenko, V.V.
Skryshevsky, V.A.
ORCID
Keywords хімічний сенсор
фотострум
поверхнева рекомбінація
кремнієва бар’єрна структура
chemical sensor
photocurrent
surface recombination
deep silicon barrier structure
Type Article
Date of Issue 2020
URI https://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/78193
Publisher Sumy State University
License
Citation Deep Silicon Barrier Structure as Chemical Sensor for Detection of Hydrochloric Acid Salt Solutions [Текст] / А.V. Kozinets, A.I. Manilov, S.A. Alekseev [et al.] // Журнал нано- та електронної фізики. – 2020. – Т. 12, № 3. – 03015. – DOI: 10.21272/jnep.12(3).03015.
Abstract У роботі розглянуто можливість виявлення солей соляної кислоти за допомогою кремнієвих сенсорних структур з фотоелектричним принципом перетворення. Запропоновані структури реалізують принцип перетворення, що відрізняється від принципу, який застосовано у відомих структурах типу LAPS (потенціометричний сенсор із світловою адресацією). Основою таких пристроїв є "глибока" кремнієва бар'єрна структура. У запропонованій схемі сигналом датчика є фотострум через бар'єрну структуру, індукований світлом із області сильного поглинання кремнію. Це дозволяє отримувати максимальні зміни фотоструму внаслідок зміни швидкості рекомбінації на робочій поверхні. Слід зазначити, що запропонована структура дозволяє більш просту технічну реалізацію, ніж структури LAPS. Експериментально досліджено декілька аналітів (хлоридів), які містять метали з різною відносною електронегативністю (Fe, Zn та Al). Експериментально показано, що залежність фотоструму від напруги поляризації (напруга, яка змінює приповерхневий вигин зон) є інформативною для виявлення таких аналітів. В рамках моделі Стівенсона-Кейса отримані результати можна пояснити якісно. Основною причиною, яка дозволяє виявлення таких аналітів, є вплив локального електростатичного поля адсорбованих іонів на параметри рекомбінації поверхні кремнію.
The possibility of the detection of hydrochloric acid salts by silicon sensory structures with photovoltaic principle of transformation has been considered in this work. The proposed structures realize transducer principle that differs from the well-known conventional LAPS (light-addressable potentiometric sensors). The basis of such devices is a "deep" barrier silicon structure. In the proposed scheme, the sensor signal is the photocurrent through the barrier structure induced by light in the range of high absorption. It allows receiving maximum changes of photocurrent due to changes of recombination rate on working surface. It should be noted that the proposed structure allows simpler technical realization than conventional LAPS. Several analytes (chlorides), containing different metals with various relative electronegativity (Fe, Zn and Al), were experimentally investigated. It has been experimentally shown that dependences of photocurrent on polarization voltage (the voltage that changes the surface band bending) is very informative for the detection of such analytes. Within the framework of the Stevenson-Keyes model, the obtained results can be explained qualitatively. The principal reason allowing the detection is the influence of the local electrostatic field of adsorbed ions on the recombination parameters of the silicon surface.
Appears in Collections: Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)

Views

China China
18345
Greece Greece
93
India India
1
Ireland Ireland
506
Lithuania Lithuania
1
Ukraine Ukraine
69150
United Kingdom United Kingdom
4228
United States United States
36689
Unknown Country Unknown Country
1
Vietnam Vietnam
91

Downloads

India India
1
Ireland Ireland
1
Lithuania Lithuania
1
Ukraine Ukraine
69151
United Kingdom United Kingdom
1
United States United States
69149
Vietnam Vietnam
1

Files

File Size Format Downloads
Kozinets_jnep_3_2020.pdf 451,42 kB Adobe PDF 138305

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.