збірник наукових праць наносистеми, наноматеріали, нанотехнології 2024, том 22, випуск 2
English Українська
Отримати статтю →
Том рік сторінка
Випуски PACS Передплатникам Для авторів
Пошук →
Розширений пошук

Випуски

 / 

2024

 / 

том 22 / 

випуск 2

 


Завантажити повну версію статті (в PDF форматі)

YAROSLAV LINEVYCH, VIKTORIIA KOVAL, MYKHAILO DUSHEІKO, MARYNA LAKYDA, YURII YASIIEVYCH, and SERHII MALIUTA

Silicon 1D Structures for Resistive and Diode Temperature Sensors
335–351 (2024)

PACS numbers: 07.07.Df, 65.80.-g, 68.37.Ps, 81.07.Gf, 81.16.Be, 84.32.Ff, 85.35.Be

Синтезовано резистивні та діодні сенсори температури на основі кремнійових нанониток (КНН). Кремнійові нанонитки було одержано методом двостадійного металостимульованого хемічного щавлення (МСХЩ). Досліджено вплив параметрів синтези КНН на характеристики приладів. Зокрема, було встановлено вплив тривалости першого та другого етапів МСХЩ, вмісту розчинів на основі AgNO3 й H2O2, наявности текстури на поверхні кремнійової пластини до процесу МСХЩ, додаткового оброблення в ізотропному/анізотропному щавнику після процесу МСХЩ на характеристики сенсорів температури. Було розраховано електричні та термочутливі параметри для одержаних сенсорів, зокрема опору: коефіцієнт випрямлення та коефіцієнт термочутливости. Визначено значний вплив технологічних параметрів синтези масиву КНН на латеральну шерсткість та об’ємну пористість термочутливої поверхні сенсорів температури. Встановлено, що до збільшення опору приводять наступні технологічні операції: зростання часу осадження наночастинок срібла та використання додаткового пост-хемічного оброблення, а також зменшення часу щавлення та зменшення кількости H2O2. Розрахований опір масиву кремнійових нанониток знаходився в межах 27,6–199,6 Ом. Встановлено, що наступні технологічні параметри поліпшують випростувальні характеристики: збільшення вмісту перекису Гідроґену, наявність попереднього текстурування поверхні кремнійової пластини, а також використання додаткового пост-хемічного оброблення у кислотному щавнику. Максимальний коефіцієнт випростування діодних сенсорів температури склав 2503. Встановлено, що термочутливість як діодних, так і резистивних сенсорів поліпшується зі збільшенням параметрів першого етапу МСХЩ та зменшенням параметрів другого етапу МСХЩ, а також за наявности додаткового хемічного оброблення кислотним щавником. Максимальний коефіцієнт термочутливости термісторів на основі кремнійових нанониток становив 2336 ppm/K, тоді як для термодіод цей коефіцієнт становив 2,5 мВ/K

КЛЮЧОВІ СЛОВА: металостимулюване хемічне щавлення, кремнійові нанонитки, термодіода, термістор


REFERENCES
  1. B. Sadoulet, D. Akerib, P. D. Barnes, A. Cummings, A. Da Silva, R. Diaz, J. Emes, S. Golwala, E. E. Haller, K. Itoh, W. Knowlton, F. Queinnec, R. R. Ross, D. Seitz, T. Shutt, G. Smith, W. Stockwell, and S. White, Physica B: Condensed Matter, 219: 741 (1996); https://doi.org/10.1016/0921-4526(95)00871-3
  2. Elder A de Vasconcelos, S. A Khan, W. Y Zhang, H. Uchida, and T. Katsube, Sensors and Actuators A: Physical, 83: 167 (2000); https://doi.org/10.1016/S0924-4247(00)00351-4
  3. Young-Jin Kim, Truong-Son Dinh Le, Han Ku Nam, Dongwook Yang, and Byunggi Kim, CIRP Annals, 70, No. 1: 443 (2021); https://doi.org/10.1016/j.cirp.2021.04.031
  4. Zahid Mehmood, Mohtashim Mansoor, Ibraheem Haneef, and S. Zeeshan Ali, Sensors and Actuators A: Physical, 283: 159 (2018); https://doi.org/10.1016/j.sna.2018.09.062
  5. Mohtashim Mansoor, Ibraheem Haneef, Suhail Akhtar, Andrea De Luca, and Florin Udrea, Sensors and Actuators A: Physical, 232: 63 (2015); https://doi.org/10.1016/j.sna.2015.04.022
  6. V. F. Mitin, V. V. Kholevchuk, R. V. Konakova, and N. S. Boltovet, CAS ’99 Proceedings of 1999 International Semiconductor Conference (Cat. No. 99TH8389) (Sinaia, Romania: 1999), vol. 2: pp. 495–498; doi:10.1109/SMICND.1999.810593
  7. Natarajan Pradeep, Gopal Tamil Selvi, Uma Venkatraman, Quyet Van Le, Soon Kwan Jeong, Saravanan Pandiaraj, Abdullah Alodhayb, Muthumareeswaran Muthuramamoorthy, and Andrews Nirmala Grace, Materials Today Chemistry, 22: 100576 (2021); https://doi.org/10.1016/j.mtchem.2021.100576
  8. V. Koval, M. Dusheyko, A. Ivashchuk, S. Mamykin, A. Ievtushenko, V. Barbash, M. Koliada, V. Lapshuda, and Roman Filov, Proc. of Symp. ‘2020 IEEE 40st International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO)’ (22–24 April, 2020) (Kyiv: Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute: 2020), p. 246; https://doi.org/10.1109/ELNANO50318.2020.9088736
  9. Mrinmoy Kumar Chini, Vishal Kumar, Ariba Javed, and Soumitra Satapathi, Nano-Structures & Nano-Objects, 19: 100347 (2019); https://doi.org/10.1016/j.nanoso.2019.100347
  10. V. Koval, Yu. Yakymenko, A. Ivashchuk, M. Dusheyko, M. Fadieiev, T. Borodinova, and D. Didichenko, Proc. of Symp. ‘2018 IEEE 38st International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO)’ (24–26 April, 2018) (Kyiv: Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute: 2018), p. 186–190; https://doi.org/10.1109/ELNANO.2018.8477552
  11. V. Lapshuda, V. Koval, V. Barbash, M. Dusheiko, O. Yashchenko, and S. Malyuta, Proc. of Symp. ‘2022 IEEE 41st International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO)’ (Oct. 10–14, 2022) (Kyiv: Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute: 2022), p. 208; https://doi.org/10.1109/ELNANO54667.2022.9927092
  12. Yi Xin, Junye Tong, Tianyuan Hou, Hongyan Liu, Meng Cui, Xuefeng Song, Yuhang Wang, Tingting Lin, Lingling Wang, and Gang Wang, Measurement., 212: 112694 (2023); https://doi.org/10.1016/j.measurement.2023.112694
  13. V. M. Koval, A. V. Ivashchuk, Yu. I. Yakymenko, M. G. Dusheyko, Yu. V. Yasievich, G. S. Khrypunov, and E. I. Sokol, Radioelectronics and Communications System, 59, No. 2: 53 (2016); http://dx.doi.org/10.3103%2FS0735272716020011
  14. V. Abhikha Sherlin, Megha Maria Stanley, Sea-Fue Wang, Balasubramanian Sriram, Jeena N. Baby, and Mary George, Food Chemistry, 423: 136268 (2023).
  15. M. G. Dusheiko, V. M. Koval, and T. Yu. Obukhova, Quantum Electronics & Optoelectronics, 25, No. 1: 058 (2022); https://doi.org/10.15407/spqeo25.01.058
  16. Nagaraj P. Shetti, Amit Mishra, Soumen Basu, and Tejraj M. Aminabhavi, Materials Today Chemistry, 20: 100454 (2021); https://doi.org/10.1016/j.mtchem.2021.100454
  17. A. Orlov, V. Ulianova, A. Zazerin, O. Bogdan, G. Pashkevich, and Y. Yakymenko, Radioelectronics and Communications Systems, 59, No. 2: 60 (2016); https://doi.org/10.3103/S0735272716020023
  18. Nagy L. Torad, Islam M. Minisy, Hadir M. Sharaf, Jaroslav Stejskal, Yusuke Yamauchi, and Mohamad M. Ayad, Synthetic Metals, 282: 116935 (2021); https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2021.116935
  19. Gengfeng Zheng, Semiconducting Silicon Nanowires for Biomedical Applications (Ed. Jeffery Coffer). Ch. 2. Growth and Characterization of Silicon Nanowires for Biomedical Applications (Woodhead Publishing: 2022); https://doi.org/10.1016/B978-0-12-821351-3.00002-1
  20. Madhu Sudan Saha, Ruying Li, and Xueliang Sun, Journal of Physics and Chemistry of Solids, 156: 110146 (2021); https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2007.11.036
  21. V. Koval, Yu. Yakymenko, A. Ivashchuk, M. Dusheyko, O. Masalskyi, M. Koliada, and D. Kulish, Proc. of Symp. ‘2019 IEEE 39st International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO)’ (16–18 April, 2019) (Kyiv: Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute: 2019), p. 282–287; https://doi.org/10.1109/ELNANO.2019.8783506
  22. Amit Solanki and Handon Um, Semiconductors and Semimetals, 98: 71 (2018); https://doi.org/10.1016/bs.semsem.2018.04.001
  23. Peng Yu, Jiang Wu, Shenting Liu, Jie Xiong, Chennupati Jagadish, and Zhiming M. Wang, Nano Today, 11: 704 (2016); https://doi.org/10.1016/j.nantod.2016.10.001
  24. Nafis Ahmed, P. Balaji Bhargav, Arokiyadoss Rayerfrancis, Balaji Chandra, and P. Ramasamy, Materials Letters, 219: 127 (2018); https://doi.org/10.1016/j.matlet.2018.02.086
  25. Bagur R. Deepu, Seegehalli M. Anil, Purakkat Savitha, and Yeriyur B. Basavaraju, Vacuum, 185: 109991 (2021); https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2020.109991
  26. A. Fasoli and W. I. Milne, Materials Science in Semiconductor Processing, 15: 601 (2012); https://doi.org/10.1016/j.mssp.2012.05.010
  27. Yaroslav Linevych, Viktoriia Koval, Mykhailo Dusheіko, Yuriy Yakymenko, Maryna Lakyda, and Valerii Barbash, Proc. of Symp. ‘2022 IEEE 41st International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO)’ (Oct. 10–14, 2022) (Kyiv: Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute: 2022), pp. 190–195; https://doi.org/10.1109/ELNANO54667.2022.9927122
Creative Commons License
Усі статті ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
©2003—2024 НАНОСИСТЕМИ, НАНОМАТЕРІАЛИ, НАНОТЕХНОЛОГІЇ Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова Національної Академії наук України.
Електрона пошта: tatar@imp.kiev.ua Телефони та адреса редакції Про збірник Угода користувача