Сенсорные свойства плёнок углеродных наностенок, синтезированных методом CCP-PECVD, при детектировании влажности

Аннотация

Плёнки углеродных наностен (УНС) были синтезированы методом плазмохимического осаждения из газовой фазы в ёмкостно-связанной плазме и исследованы в качестве активных слоёв для резистивного детектирования влажности. Наблюдения с помощью сканирующей электронной микроскопии подтвердили формирование вертикально ориентированных листов УНС, тогда как Раман-анализ показал характерные полосы, связанные с дефектами и графитизированным углеродом, что подтверждает образование лепесткоподобной сети углеродных наностен. Сенсорные свойства по отношению к влажности изучались в диапазоне относительной влажности 10–100% при температурах 27, 50 и 75 °C. Изготовленные сенсоры продемонстрировали воспроизводимый электрический отклик при кратковременных циклических испытаниях, а также выраженную температурную зависимость. При 27 °C сенсор показал наивысшую чувствительность, достигавшую 2,27% при 100% относительной влажности, со временем отклика и восстановления 87 и 97 с соответственно. Повышение рабочей температуры приводило к снижению чувствительности до 0,49% при 50 °C и 0,22% при 75 °C, что можно объяснить усиленной десорбцией молекул воды с поверхности УНС. Полученные результаты показывают, что перенесённые плёнки углеродных наностен могут рассматриваться как простые и недорогие платформы для мониторинга влажности.