Αντικείμενο της παρούσας εργασίας αποτέλεσε η έρευνα για την ανάπτυξη και εφαρμογή μιας τεχνικής ανίχνευσης επιβλαβών αερίων πολύ χαμηλών συγκεντρώσεων, που να επιδεικνύει πολύ υψηλή ευαισθησία, μικρό χρόνο απόκρισης, υψηλή αξιοπιστία-επαναληψιμότητα, και όσο το δυνατόν χαμηλότερη (κοντά στη θερμοκρασία περιβάλλοντος) θερμοκρασία λειτουργίας.Η τεχνική ανίχνευσης που χρησιμοποιήθηκε βασίστηκε στη διάδοση ακουστικών κυμάτων επιφανείας ώστε να επιτευχθεί υψηλό επίπεδο ευαισθησίας και αξιοπιστίας. Πιο συγκεκριμένα όταν υμένια μη στοιχειομετρικών οξειδίων όπως Ινδίου (In) και Ψευδαργύρου (Zn) εναποτεθούν ως υλικά ανίχνευσης (ενεργά υλικά), πάνω σε διατάξεις που επιτρέπουν τη διάδοση ακουστικών κυμάτων επιφανείας (Surface Acoustic Wave devices) τότε οποιαδήποτε μεταβολή της αγωγιμότητας των υμενίων αυτών παρουσία είτε αναγωγικών (CO, H2) είτε οξειδωτικών (ΝΟ2, Ο3) αερίων καταγράφεται σαν μεταβολή της ταχύτητας διάδοσης του κύματος και συνεπώς της κεντρικής συχνότητας διάδοσής του.Για το σκοπό αυτό, ως ενεργά υλικά, αναπτύχθηκαν υμένια οξειδίων Ινδίου (In) και Ψευδαργύρου (Zn) χρησιμοποιώντας κυρίως δύο τεχνικές ανάπτυξης, DC Magnetron Sputtering και Aerosol spray Pyrolysis. Πραγματοποιήθηκε συγκριτική μελέτη δομικών, οπτικών, ηλεκτρικών χαρακτηριστικών των υμενίων όπως και αρχικές μετρήσεις ευαισθησίας των υλικών αυτών κατά την έκθεσή τους σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις όζοντος της τάξεως των ppb (parts per billion) ώστε να προσδιοριστεί τόσο το κατάλληλο υλικό όσο και οι βέλτιστες συνθήκες ανάπτυξής του.Εν συνεχεία, πραγματοποιήθηκε εναπόθεση λεπτών υμενίων οξειδίου του Ινδίου τόσο πάνω σε δομές SAW που αναπτύθηκαν τόσο σε εργαστηριακό επίπεδο (SAW Delay Lines) όσο και σε εμπορικές διατάξεις-φίλτρα SAW.Τέλος, πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις ευαισθησίας αυτών των αισθητήρων σε διαφορετικά αέρια, υπό διαφορετικές συγκεντρώσεις και σε διαφορετικές θερμοκρασίες, χρησιμοποιώντας μία home-made πειραματική διάταξη ανίχνευσης.
Surface acoustic wave devices for gas sensing applications
