Способ анализа газов

 

Изобретение относится к способам газового анализа. Целью изобретения является сокращение времени и увеличение точности измерений. Принудительную очистку поверхности полупроводниковых чувствительных элементов от неконтролируемых примесей осуществляют под воздействием энергии, выделяемой при трении об эту поверхность диэлектрика. ю О5 О оо о О5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1260806 А1 (51)4 G 01 N 2702!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3758249/40-25 (22) 22. 06. 84 (46) 30.09.86. Бюл. № 36 (72) Н. Н. Игошев и С. Л. Орехов (53) 543.274 (088.8) (56) Патент ФРГ № 1090002, кл. G 01 N 27/12, 1961.

Патент Англии № 909412, кл. G 01 N 27/12, 1962. (54) СПОСОБ АНАЛИЗА ГАЗОВ (57) Изобретение относится к способам газового анализа. Целью изобретения является сокращение времени и увеличение точности измерений. Принудительную очистку поверхности полупроводниковых чувствительных элементов от неконтролируемых примесей осуществляют под воздействием энергии, выделяемой при трении об эту поверхность диэлектрика.

1260806

БНИИП11 Заказ 5221, 42 Тирык 77Я Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгг1род, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к газовому анализу и может быть использовано при разработке и изготовлении газоанализаторов в аналитическом приборостроении.

В последнее время все более широкое распространение получает применение монокристаллических к окисных полупроводниковых чувствительных элементов (13) для индикации и измерения концентрации в газе электрически активных примесей, содержащих ионы или поляризующиеся атомы и молекулы. В общем случае используют влияние адсорбции таких примесей поверхностью полупроводника, что приводит к измененк. о сопротивления поверхности Ч;9.

Цель изобретения — — снижение времени и повышение точности измерений.

Способ анализа газов с помощь1о полупроводникового чувствительного элемента, заключается в подаче к повсрхности чувствительного элемента анализкруеIIoй смеси, измерении электрофизической характеристики поверхности. например сопротивления.

Ilo величине которого судят о концентрации анализируемого компонента смеси. Перед измерением очищают поверхность чувствительного элемента, доводя значение сопротивления до первоначальной величины.

Очистку поверхности пслупрокодника перед каждым измерением осуществляют от неконтролируемых примесей путем трения этой поверхности диэлектркком. Прк трении диэлектрика (окисный слой на поверхности полупроводника) о диэлектрик (диэлектрик должен быть мягким и»е вызывать механических повреждений поверхности, например фетр кли ткань) происходипг выделение тепла и электризация диэлектриков. Под воздействием энергки, выделя=мой при трении, происходит десорбция с поверхности сорбированных молекул, препятствукнцих взаимодействию поверхности с контролируемыми молекулами или ионамк, как бы обнажая прк этом исткннык заряд реальной гюверхности к спектр поверхностных соединений неадсорбированного происхождения, Ответственный за чувствительность и избирательность поверхности полупроводника.

И вместе с этим, в резу и-тате электризации окисного слоя происходит восстановление поверхностного заряда в исходное сo! таяние.

Время измерения уменьшается -а счет свободного доступа к поверхности, время восст новления опреде;1яется временем принудительной десорбции и электризации за счет трения, величина 1сходного значения сопротивления определяется характеристикам.l кристалла полупроводника и окисцой пленки, сформированной в процссге технологической обработки.

Для реализации способа над гюкерхностью полупроводника, закрепленного на псподвижном основании, располагают вращающийся диск, например фетровый, с возможностью сго I!сремещения перпендикулярно плоскости кристалла, с;ужащий для осуп1естнленкя п12инудктельной Очистки поверхности трснкем.

Суть способа состоит в том, что перед каждым измерением диск приводят в соприкосновение с поверхностью полупроводникового кристалла, вращают его, вызывая десорбцию и электризацию, после чего отводят от поверхн"стк, давая доступ иссл -дуемому газу, и змеряют поверхкс т„:"е

COOP 0TH ВЛЕ НИ Е.

Пример. 1г(ад крн .таллом чувс;кительного элемента размещен вращающийся фетр а рокый диск диаметром 5 мм и толгциной 1 мм

Скорость врашенкя — — один оборот в секунду. Бе.:кчина сопротивления ЧЗ в нормальных условиях R„=— - 56 кОм. Вращаюгцкйся диск подводят к поверхност.. Кри2"., сгалла. Сопротивление ЧЗ изменяется в сторону сго уменьшения к через 1 мин достигает установившегося значения 42 кОм. При увеличении времени трения величина сопротивления не изменяется. После этого диск отводят от поверхности кристалла и подают

23 газовоздушную см сь, содержащую пары окислов азота концентрацией 0.005 мг/л. Через 2 мин величина сопротивления ЧЭ достигает установившегося значения R

=- 7 КОм. Без предварительного трения вреv.ÿ";. усoтTа IнIоoвH.лIеeIнIиHя H сoоoIпIрpоoтTиHвBления R в парах окислов азота — — до трех часов. При мноl ократных измерениях разброс величины

К, + 10Р/р, в то время, как при измерениях без тРениЯ + ЗОР, р. ВРемЯ восстановлениЯ исходногG значения сопротивления при ана3S лизе по ранее известной методике не менее четырех часог, по предлагаемому способу 1 мин. Разброс значений R,„ 1!oñëå десорбпки примесей, вызванной трением, не превышает +7 /0.

40 Формула изобретения

Способ анализа газов с помощью полупроводникового;увствктельного элемента, заключающийся з подаче к поверхности чувствительного элемента аиализкруемой смеси, измерении электрофизической характеристики поверхности, Ilo величине которой судят о концентрации анализируемого компонента смеси, причем перед измерением очищают поверхность чувствительного элем ента, доводя з на чение электрофизи50 ческой характеристики до первоначальной величины, отличаюи4ийея тем, что, с целью сокрап1сния времени и повышения точности измерсний, пове12хность полуп12оводникокого чувствительного элемента о-ищают трением, воздействуя на эту поверхность диэлектриком.