Белорусский государственный университет Выпускная работа по «Основам информационных технологий» Пархоменко Ирины Николаевны Применение информационных технологий в исследовании оптических свойств оксида никеля при воздействии монооксида углерода Научные руководители: доктор физ.-мат. наук, зав. каф. лаз. физики и спектроскопии Воропай Е.С. Старший преподаватель Высоций М.М.

Цель работы: - выявление оптического отклика композитов на основе оксида никеля, оксида никеля, допированного наночастицами серебра, на подложках из пористого оксида алюминия и кварца на монооксид углерода -изучение модификации оптических свойств наноструктурированных композитов при различных физико-химических воздействиях; - исследование процессов, происходящих в композите, при использовании его в качестве чувствительного слоя газового сенсора на монооксид углерода; - рассмотрение вопросов усиления сенсорных свойств, исследуемых композитов при комнатной температуре и возможности восстановления газовой чувствительности образцов после многократных воздействий.

Объект исследования: Структура чувствительного слоя оксида никеля композита, полученная на АСМ Оксид никеля NiO и оксид никеля, допированный наночастицами серебра Ag/NiO на подложках из пористого оксида алюминия Al 2 O 3 и кварца Методы исследования: анализ спектров диффузного отражения и пропускания в области нм, спектров, пропускания в ИК-области, рассчитанных спектров оптической плотности в УФ, видимой и ИК-области композитов на основе оксида никеля после различных воздействий

Спектры диффузного отражения(а) и пропускания (б) композита NiO/Al 2 O 3 (3): 1 – с лицевой стороны, 2 – с обратной стороны аб

Спектры оптической плотности композита NiO/Al 2 O 3 (3): 1 – с лицевой стороны, 2 – с обратной стороны

1- до действия, 2 – при напуске СО, 3 – при напуске О 2, 4- через 5 минут, 5 – после повторного действия СО.

Механизм окисления монооксида углерода на поверхности композита

Профили сигналов в схеме «на пропускание» для композитов на основе оксида никеля (а) и оксида никеля, допированного наночастицами серебра (б) на подложках из кварца: 1-до действия газа, 2- при напуске СО аб

Спектры оптической плотности композита AgO x /NiO (12): 1- до воздействия, 2- после действия СО, 3 – после нагревания

лицевая сторона обратная сторона 1- до воздействия, 2 – после действия СО первое действие СО

1- до воздействия, 2 – после действия СО действие СО после многократных воздействий лицевая сторона обратная сторона

Спектры оптической плотности для композита NiO (8) с лицевой стороны: 1- до воздействия, 2- после многократных воздействий газами

Спектр оптической плотности для композита NiO(17): 1- после многократных воздействий СО и вакуумирования, 2- после действия СО, 3 –после вакуумирования, 4- после действия озона.

Спектр оптической плотности для подложки из Al 2 O 3 : 1- до действия, 2- после действия угарного газа СО, 3- после вакуумирования, 4- после действия озона, 5- после нагревания до С

- Выявлена высокая чувствительность оптических свойств композитов NiO/Al 2 O 3 к монооксиду углерода. - Продемонстрирован оптический отклик наноструктурированных пленок оксида никеля в области слабого поглощения при комнатной температуре, усиливающийся с уменьшением размеров частиц. - Наиболее предпочтительным способом восстановления чувствительности композитов при повторных экспериментах является вакуумирование, однако, и в этом случае не достигается максимальная первоначальная чувствительность композита. - Анализ спектров поглощения в видимой и ИК- областях спектра показал образование на поверхности оксида никеля и на подложке из пористого оксида алюминия участков, покрытых углеродосодержащими соединениями. - Показана возможность использования спектров диффузного отражения для изучения динамики воздействия оксида углерода на композит. Выводы

Спасибо за внимание!