збірник наукових праць наносистеми, наноматеріали, нанотехнології 2022, том 20, випуск 3
English Українська
Отримати статтю →
Том рік сторінка
Випуски Автори PACS Передплатникам Для авторів
Пошук →
Розширений пошук

Випуски

 / 

2022

 / 

том 20 / 

випуск 3

 


Завантажити повну версію статті (в PDF форматі)

R. Balabai and M. Naumenko
«Sensory Sensitivity to the Form of β-Ga2O3 Nanoparticles»
0617–0629 (2022)

PACS numbers: 07.07.Df, 61.46.Bc, 71.15.Dx, 71.15.Mb, 73.20.At, 81.05.Zx, 82.47.Rs

З використанням методів теорій функціоналу електронної густини та псевдопотенціялу із перших принципів в рамках власного програмного коду досліджено електронні характеристики наночастинок β-Ga2O3, що містили однакову кількість атомів, але були різних форм (сферичної та призмоподібної), в оточенні газових молекул CO, NH3, O3, що локалізувалися поблизу атомів Ga або О, чи то без молекул. Було встановлено, що наночастинки обох форм можуть служити ефективними резистивними детекторами молекул CO й NH3. Більш яскраву реакцію на молекули СО було зафіксовано у сферичної частинки, а щодо молекул NH3 — у призмоподібної частинки. Воднораз активна ділянка наночастинок як детекторів локалізувалася біля атомів Ga. На молекули О3 ефективно реаґували тільки сферичні наночастинки, збільшуючи свою провідність. У цьому випадку активна ділянка наночастинок локалізувалася біля атомів О.

Keywords: наночастинки β-Ga2O3 сферичної та призмоподібної форм, молекули газів, резистивні детектори, електронні характеристики, розрахунки із перших принципів.


References
  1. Q. Bui, L. Largeau, N. Jegenyes, O. Mauguin, L. Travers, X. Lafosse, C. Dupuis, J.-C. Harmand, M. Tchernycheva, and N. Gogneau, Appl. Sci., 9: 3528 (2019); https://doi.org/10.20944/preprints201907.0049.v1
  2. A. Afzal, J. of Materiomics, 5: 542 (2019); https://doi.org/10.1016/j.jmat.2019.08.003
  3. T. Waitz, T. Wagner, C.-D. Kohl, and M. Tiemann, Stud. Surf. Sci. Catal., 174: 401 (2008); https://doi.org/10.1016/S0167-2991(08)80227-3
  4. C. Wang, L. Yin, L. Zhang, D. Xiang, and R. Gao, Sensors, 10: 2088 (2010); https://doi.org/ 10.3390/s100302088
  5. G. F. Fine, L. M. Cavanagh, A. Afonja, and R. Binions, Sensors, 10: 5469 (2010); https://doi.org/10.3390/s100605469
  6. A. Afzal, N. Cioffi, L. Sabbatini, and L. Torsi, Sens. Actuators B: Chemical, 171–172: 25 (2012); https://doi.org/10.1016/j.snb.2012.05.026
  7. Gas sensing Fundamentals (Eds. C.-D. Kohl and T. Wagner) (Berlin–Heidelberg: Springer-Verlag: 2014).
  8. A. Mirzaei and G. Neri, Sens Actuators B: Chemical, 237: 749 (2016); https://doi.org/10.1016/j.snb.2016.06.114
  9. A. Mirzaei, S. G. Leonardi, and G. Neri, Ceram. Int., 42: 15119 (2016); https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.06.145
  10. P. T. Moseley, Meas. Sci Technol., 28: 082001 (2017); https://doi.org/10.1088/1361-6501/aa7443
  11. G. Korotcenkov and B. K. Cho, Sens. Actuators B: Chemical, 244: 182 (2017); https://doi.org/10.1016/j.snb.2016.12.117
  12. J. Zhang, Z. Qin, D. Zeng, and C. Xie, Phys. Chem. Chem. Phys., 19: 6313 (2017); https://doi.org/10.1039/C6CP07799D
  13. X. Gao, and T. Zhang, Sens. Actuators B: Chemical, 277: 604 (2018); https://doi.org/10.1016/j.snb.2018.08.129
  14. E. Llobet, E. Navarrete, F. E. Annanouch, M. Alvarado, E. Gonzalez, J. L. Ramirez, A. Romero, X. Vilanova, M. Dominguez-Pumar, S. Vallejos, and I. Gracia, 2018 IEEE Sens., 1: 8589734 (2018); https://doi.org/10.1109/ICSENS
  15. A. Dey, Mater. Sci Eng. B, 229: 206 (2018); https://doi.org/10.1016/j.mseb.2017.12.036
  16. A. Oprea, D. Degler, N. Barsan, A. Hemeryck, and J. Rebholz, Gas Sensors Based on Conducting Metal Oxides: Basic Understanding, Technology and Applications (Eds. N. Barsan and K. Schierbaum) (Elsevier: 2019), Ch. 3, p. 61–165:; https://doi.org/10.1016/B978-0-12-811224-3.00003-2
  17. Z. Li, H. Li, Z. Wu, M. Wang, J. Luo, H. Torun, P. Hu, C. Yang, M. Grundmann, X. Liud, and Y. Fu, Mater. Horiz., 6: 470 (2019); https://doi.org/10.1039/C8MH01365A
  18. M. Panayotova, V. Panayotov, and T. Oliinyk, EDP Sciences, 166: 01008 (2020); https://doi.org/10.1051/e3sconf/202016601008
  19. D. Kwak, Y. Lei, and R. Maric, Talanta, 204: 713 (2019); https://doi.org/10.1016/j.talanta.2019.06.034
  20. H. Ohta, K. Nomura, H. Hiramatsu, K. Ueda, T. Kamiya, M. Hirano, and H. Hosono, Solid-State Electron., 47: 2261 (2003); https://doi.org/10.1016/S0038-1101(03)00208-9
  21. H. B. Xie, L. M. Chen, Y. N. Liu, and K. L. Huang, Solid State Commun., 141: 12 (2007); https://doi.org/10.1016/j.ssc.2006.09.046
  22. M. Fleischer and H. Meixner, Sens. Actuators B: Chemical, 52: 179 (1998); https://doi.org/10.1016/S0925-4005(98)00271-8
  23. J. Frank, M. Fleischer, H. Meixner, and A. Feltz, Sens. Actuators B: Chemical, 49, Iss. 1–2: 110 (1998); https://doi.org/10.1016/S0925-4005(98)00094-X
  24. C. Babana, Y. Toyodac, and M. Ogita, Thin Solid Films, 484: 369 (2005); https://doi.org/10.1016/j.tsf.2005.03.001
  25. A. Trinchi, W. Wlodarski, and Y. Li, Sens. Actuators B: Chemical, 100: 94 (2004); https://doi.org/10.1016/j.snb.2003.12.02
  26. T. Schwebel, M. Fleischer, and H. Meixner, Sens. Actuators B: Chemical, 65, Iss. 1–3: 176 (2000); https://doi.org/10.1016/S0925-4005(99)00326-3
  27. M. Ogita, K. Higo, Y. Nakanishi, and Y. Hatanaka, Appl. Surf. Sci., 175–176: 721 (2001); https://doi.org/10.1016/S0169-4332(01)00080-0
  28. M. Fleischer, J. Giber, and H. Meixner, Appl. Phys. A, 54: 560 (1992); https://doi.org/10.1007/BF00324340
  29. T. Schwebel, M. Fleischer, H. Meixner, and C. D. Kohl, Sens. Actuators B: Chemical, 49, Iss. 1–2: 46 (1998); https://doi.org/10.1016/S0925-4005(97)00334-1
  30. A. Kolmakov, Y. Zhang, G. Cheng, and M. Moskovits, Adv. Mater., 15: 997 (2003); https://doi.org/10.1002/adma.200304889
  31. E. Comini, G. Faglia, G. Sberveglieri, Z. W. Pan, and Z. L. Wang, Appl. Phys. Lett., 81: 1869 (2002); https://doi.org/10.1063/1.1504867
  32. Q. Wan, Q. H. Li, Y. J. Chen, T. H. Wang, X. L. He, J. P. Li, and C. L. Lin, Appl. Phys. Lett., 84: 3654 (2004); https://doi.org/10.1063/1.1748852
  33. A. Ponzoni, E. Comini, G. Sberveglieri, J. Zhou, S. Deng, N. Xu, Y. Ding, and Z. Wang, Appl. Phys. Lett., 88: 20 (2006); https://doi.org/10.1063/1.2203932
  34. C. S. Rout, A. Govindaraj, and C. N. R. Rao, J. Mater. Chem., 16: 3936 (2006); https://doi.org/10.1039/B607012B
  35. D. H. Zhang, Z. Q. Liu, C. Li, T. Tang, X. L. Liu, S. Han, B. Lei, and C. W. Zhou, Nano Lett., 4: 1919 (2004); https://doi.org/10.1021/nl0489283
  36. H. Z. Zhang, Y. C. Kong, Y. Z. Wang, X. Du, Z. G. Bai, J. J. Wang, D. P. Yu, Y. Ding, Q. L. Huang, and S. Q. Feng, Solid State Commun., 109: 677 (1999); https://doi.org/10.1016/S0038-1098(99)00015-0
  37. X. C. Wu, W. H. Song, W. D. Huang, M. H. Pu, B. Zhao, Y. P. Sun, and J. J. Du, Chem. Phys. Lett., 328: 5 (2000); https://doi.org/10.1016/S0009-2614(00)00899-X
  38. P. Feng, X. Y. Xie, Y. G. Liu, Q. Wan, and T. H. Wang, Appl. Phys. Lett., 89: 1121141 (2006); https://doi.org/10.1063/1.2349278
  39. Z. Liu, T. Yamazaki, Y. Shen, T. Kikuta, N. Nakatani, and Y. Li, Sens. Actuators B: Chemical, 129, Iss. 2: 666 (2008); https://doi.org/10.1016/j.snb.2007.09.055
  40. Z. F. Liu, T. Yamazaki, Y. B. Shen, T. Kikuta, N. Nakatani, and T. Kawabata, Appl. Phys. Lett., 90: 173119 (2007); https://doi.org/10.1063/1.2732818
  41. T. Zhang, J. Lin, X. Zhang, Y. Huang, X. Xu, Y. Xue, J. Zou, and C. Tang, J. of Lumin., 140: 30 (2013); https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2013.02.031
  42. R. Balabai and A. Solomenko, Appl. Nanosci., 9: 1011 (2019); https://doi.org/10.1007/s13204-018-0709-9
  43. P. Hohenberg and W. Kohn, Phys. Rev., 136, Iss. 3B: B864 (1964); https://doi.org/10.1103/PhysRev.136.B864
  44. W. Kohn and L. Sham, Phys. Rev., 140, Iss. 4A: A1133 (1965); https://doi.org/10.1103/PhysRev.140.A1133
  45. R. Balabai, D. Kravtsova, P. Merzlykin and Yu. Prihozhaya, J. Nanophoton., 12, No. 3: 036003 (2018); doi:10.1117/1.JNP.12.036003
  46. R. M. Balabai and D. V. Zalevskyi, Phys. and Chem. of Solid State, 20, No. 3: 247 (2019); doi:10.15330/pcss.20.3.247-256
  47. R. M. Balabai, A. V. Zdeshchyts, and D. V. Zalevskyi, Sem. Phys., Quant. Electr. & Optoelectr., 21, No. 1: 65 (2018); https://doi.org/10.15407/spqeo21.01.065
  48. R. M. Balabai and M. V. Naumenko, Photoelectronics, 29: 12 (2020); https://doi.org/10.18524/0235-2435.2020.29.225463
  49. J. Ahman, G. Svensson, and J. Albertsson, Acta Cryst., C52: 1336 (1996); https://doi.org/10.1107/S0108270195016404
  50. S. Geller, J. Chem. Phys., 33: 676 (1960); https://doi.org/10.1063/1.1731237
  51. S. Kumar and R. Singh, Phys. Status Solidi RRL, 7, Iss. 10: 781 (2013); https://doi.org/10.1002/pssr.201307253
Creative Commons License
Усі статті ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
©2003—2022 НАНОСИСТЕМЫ, НАНОМАТЕРИАЛЫ, НАНОТЕХНОЛОГИИ Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова Национальной Академии наук Украины.
Електрона пошта: tatar@imp.kiev.ua Телефони та адреса редакції Про збірник Угода користувача