Nasschemische Abscheidung und Charakterisierung von TiO2-Schichten für den Sensoreinsatz beim Gasnitrieren:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Aachen
Shaker
2002
|
| Schriftenreihe: | Forschungsberichte aus der Stiftung Institut für Werkstofftechnik Bremen
14 |
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Zugl.: Bremen, Univ., Diss., 2002 |
| Beschreibung: | VII, 171 S. Ill., graph. Darst. |
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INHALT
I
INHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG
1
2
KENNTNISSTAND
3
2.1
GASNITRIEREN
UND-NITROCARBURIEREN
3
2.1.1
DAS
VERFAHREN
3
2.1.2
DIE
KENNZAHLEN
K
N
UND
KO
4
2.1.3
GASSENSOREN
FUER
DIE
PROZESSKONTROLLE
6
2.1.3.1
EX
SITU
PROZESSKONTROLLE
6
2.1.3.2
IN
SITU
GASANALYSE
AUF
DER
BASIS
VON
ZRO2-ZELLEN.
6
2.2
WERKSTOFFKUNDLICHE
EIGENSCHAFTEN
VON
TIOI
9
2.2.1
HERSTELLUNG
VON
TIOAE
9
2.2.2
AUSGEWAEHLTE
PHYSIKALISCHE
EIGENSCHAFTEN
VON
TIO2
10
2.2.2.1
GITTERSTRUKTUR
VON
ANATAS
UND
RUTIL
11
2.2.3
PHOTOEFFEKT
UND
PHOTOKATALYTISCHE
AKTIVITAET
11
2.3
HALBLEITERSENSOREN
AUF
TIOZ-BASIS
12
2.3.1
EINSATZGEBIETE
VON
HALBLEITER
GASSENSOREN
13
2.3.2
SENSORPRINZIPIEN
15
2.3.2.1
AENDERUNG
DER
OBERFLAECHENLEITFAEHIGKEIT
16
2.3.2.2
AENDERUNG
DER
VOLUMENLEITFAEHIGKEIT
19
2.3.2.3
AENDERUNG
VON
SCHOTTKY-BARRIEREN
21
2.3.3
REALISIERUNG
VON
TIO2-SENSOREN
23
2.3.3.1
ELEKTRODEN-UND
SUBSTRATMATERIALIEN
23
2.3.3.2
SCHICHTHERSTELLUNG
24
2.3.3.3
SENSITIVITAET
UND
SELEKTIVITAET
24
2.4
SOL-GEL
VERFAHREN
ZUR
HERSTELLUNG
VON
TIOZ-SCHICHTEN
25
2.4.1
DIE
SOLHERSTELLUNG
27
2.4.1.1
CHELATBILDNER
29
2.4.1.2
SAEUREN
UND
BASEN
30
2.4.1.3
LOESUNGSMITTELZUSAETZE
31
2.4.1.4
ORGANISCHE
BINDER
31
2.4.2
DER
BESCHICHTUNGSVORGANG
31
2.4.3
DIE
GELBILDUNG
UND
TROCKNUNG
VON
SOLFILMEN
32
2.4.4
DIE
WAERMEBEHANDLUNG
VON
SOL-GEL
FILMEN
34
3
ZIELSETZUNG
35
4
EXPERIMENTELLES
37
4.1
SOLHERSTELLUNG
UND
PROBENPRAEPARATION
37
4.1.1
SOLHERSTELLUNG
37
4.1.1.1
CHEMIKALIEN
37
4.1.1.2
A-SOLE:
SOLE
AUF
ALKOHOL-BASIS
37
4.1.1.3
B-SOLE:
SOLE
MIT
ORGANISCHEN
BINDERN
37
4.1.2
PROBENPRAEPARATION
38
II
INHALT
4.1.2.1
APPARATUREN
ZUR
TAUCHBESCHICHTUNG
38
4.1.2.2
FLACHPROBEN
39
4.1.2.3
TEM-NETZCHEN
40
4.1.2.4
SENSORSUBSTRATE
MIT
INTERDIGITALSTRUKTUR
40
4.2
WERKSTOFFKUNDLICHE
SCHICHTCHARAKTERISIERUNG
41
4.2.1
BESTIMMUNG
VON
SCHICHTDICKE
UND-DICHTE
41
4.2.1.1
SCHICHTMASSENBELEGUNG
41
4.2.1.2
SCHICHTDICKE
42
4.2.1.3
BERECHNUNG
DER
DICHTE
43
4.2.2
XRD:
ROENTENOGRAPHISCHE
PHASENANALYSEN
43
4.2.3
FE-REM:
FELDEMISSIONSELEKTRODEN-RASTERELEKTRONENMIKROSKOPIE
44
4.2.4
TEM:
TRANSMISSIONS-ELEKTRONENMIKROSKOPIE
44
4.3
ELEKTRISCHE
CHARAKTERISIERUNG
UNTER
NITRIERBEDINGUNGEN
45
4.3.1
NITRIERANLAGE
45
4.3.1.1
NITRIEROFEN
45
4.3.1.2
PROZESSGASE
45
4.3.1.3
INTEGRIERTE
PROZESSGAS-SENSORIK
46
4.3.1.4
PROZESS-STEUERUNG
UND
DATENERFASSUNG
46
4.3.2
GEHAEUSE
FUER
TIO2-PROBEN
46
4.3.3
WIDERSTANDSMESSUNG
48
5
ERGEBNISSE
49
5.1
SOLHERSTELLUNG
UND
PROBENPRAEPARATION
49
5.1.1
SOLHERSTELLUNG
49
5.1.1.1
A-SOLE:
SOLE
AUF
ALKOHOL-BASIS
49
5.1.1.2
B-SOLE:
SOLE
MIT
ORGANISCHEN
BINDERN
49
5.1.2
PROBENPRAEPARATION
50
5.1.2.1
FLACHPROBEN
50
5.1.2.2
TEM-NETZCHEN
50
5.1.2.3
TIO2-FILME
AUF
SENSORSUBSTRATEN
MIT
INTERDIGITALSTRUKTUR
52
5.2
WERKSTOFFKUNDLICHE
SCHICHTCHARAKTERISIERUNG
54
5.2.1
SCHICHTDICKE
UND-DICHTE
54
5.2.2
XRD:
ROENTGENOGRAPHISCHE
PHASENANALYSEN
57
5.2.2.1
SUBSTRATMATERIALIEN
58
5.2.2.2
TIO2-FILME
AUS
SOL
A5
58
5.2.2.3
TIO2-FILME
AUS
SOL
A1
60
5.2.2.4
TIO2-FILME
AUS
SOL
B1
63
5.2.3
FE-REM:
RASTERELEKTRONENMISKROSKOPIE
66
5.2.3.1
TIO2-FILME
AUS
SOL
A1
66
5.2.3.2
TIO2-FILME
AUS
SOL
B1
70
5.2.3.3
TIC 2-FILME
AUS
SOL
B2
75
5.2.4
TEM:
TRANSMISSIONS-ELEKTRONENMIKROSKOPIE
76
5.2.4.1
TEM-PROBEN
AUS
SOL
A1
76
5.2.4.2
TEM-PROBEN
AUS
SOL
B1
90
INHALT
III
5.3
ELEKTRISCHE
CHARAKTERISIERUNG
UNTER
NITRIERBEDINGUNGEN
103
5.3.1
TEMPERATUR/LEITWERT-PROFILE
IN
N
2
104
5.3.2
SENSORLEITWERTE
IN
NH
3
/N
2
UND
H
2
/N
2
OHNE
LUFTZUFUHR
105
5.3.3
SENSORLEITWERTE
IN
NH3/N
2
MIT
LUFT-SPUELPHASEN
112
5.3.4
SENSORLEITWERTE
IN
NH3/N
2
MIT
VARIABLEN
LUFTDURCHFLUESSEN
117
5.3.5
SENSORLEITWERTE
IN
NHS/N
2
MIT
KONSTANTEM
LUFTDURCHFLUSS
122
5.3.6
SENSORKENNLINIEN
127
5.3.6.1
ABHAENGIGKEIT
DER
LEITWERTE
VON
DER
TEMPERATUR
127
5.3.6.2
ABHAENGIGKEIT
DER
LEITWERTE
VOM
SAUERSTOFFPARTIALDRUCK
128
6
DISKUSSION
DER
ERGEBNISSE
133
6.1
SOLEIGENSCHAFTEN
UND
MAKROSKOPISCHE
SCHICHTEIGENSCHAFTEN
133
6.1.1
SOLHERSTELLUNG
UND
SCHICHTABSCHEIDUNG
133
6.1.2
DICHTE
DER
TIO
2
-FILME
134
6.2
XRD:
ROENTGENOGRAPHISCHE
PHASENANALYSEN
136
6.3
FE-REM:
RASTERELEKTRONENMIKROSKOPIE
138
6.3.1
TIO
2
-FILME
AUS
SOL
A1
148
6.3.2
TIO
2
-FILME
AUS
DEN
SOLEN
B1
UND
B2
140
6.4
TEM:
TRANSMISSIONSELEKTRONENMIKROSKOPIE
141
6.4.1
FEHLERBETRACHTUNG
ZUR
AUSWERTUNG
DER
BEUGUNGSBILDER
141
6.4.2
TIO
2
-FILME
AUS
SOL
A1
142
6.4.3
TIO
2
-FILME
AUS
SOL
B1
143
6.4.4
BEWERTUNG
DER
PRAEPARATIONSMETHODE
143
6.5
MODELLVORSTELLUNG
ZUM
KRISTALLISATIONSVERHALTEN
144
6.6
ELEKTRISCHE
CHARAKTERISIERUNG
145
6.6.1
SENSORPRAEPARATION,
APPARATIVER
AUFBAU,
MESSVERFAHREN
145
6.6.2
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
DES
SENSORLEITWERTS
145
6.6.3
GASANALYSATOREN
BEI
PROZESSEN
UNTER
NITRIERBEDINGUNGEN
147
6.6.4
ZEITLICHES
VERHALTEN
DER
TIO
2
-SENSOREN,
EMPFINDLICHKEIT
148
6.6.5
KONZENTRATIONSABHAENGIGE
SENSORKENNLINIEN
149
7
AUSBLICK
153
7.1
SOL-GEL
VERFAHREN
FUER
PARTIELLE
TIOZ-BESCHICHTUNG
153
7.2
PHOTOBIOZIDE
TIOZ-SCHICHTEN
155
8
ZUSAMMENFASSUNG
157
9
QUELLENVERZEICHNIS
161
10
ANHANG
167
10.1
MODELL
FUER
DIE
LEITFAEHIGKEIT
VON
TIO2
167
10.1.1
TIO
2
OHNE
DOTIERUNG
167
10.1.2
DOTIERUNG
MIT
EINEM
AKZEPTOR
168
10.1.3
BERUECKSICHTIGUNG
DER
INTRINSISCHEN
LEITFAEHIGKEIT
169
10.2
TI-0
ZUSTANDSDIAGRAMM
171 |
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| institution | BVB |
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