Detekcja wodoru z wykorzystaniem palladu oraz tlenku niklu w układzie sensorowym z akustyczną falą powierzchniową

Przedstawiono badania nowej struktury warstwowej typu: tlenek niklu-pallad w sensorowym układzie z akustyczną falą powierzchniową pod kątem detekcji wodoru w powietrzu. Wykonano strukturę warstwową z tlenkiem niklu (NiOx) 60 nm w technologii reaktywnego rozpylania magnetronowego, pokrytą palladem o grubości 18 nm, wykonanym metodą naparowania próżniowego. Specjalnie zaprojektowany i wykonany układ elektroniczny umożliwia detekcję częstotliwości różnicowej (różnica częstotliwości toru ze strukturą warstwową oraz toru swobodnego bez pokrycia). Przeprowadzono badania oddziaływań takiej struktury z wodorem w powietrzu w zakresie średnich stężeń, nieprzekraczających wartości 2,5%. Dla stosowanej temperatury oddziaływania ok. 35°C stwierdzono maksymalną czułość struktury w zakresie stężeń wodoru pomiędzy 2 i 2,5% w powietrzu. Zmiana częstotliwości (będąca miarą oddziaływania) w tej temperaturze dla ww. stężeń wynosiła około 600 Hz.

Presented are the investigations of a new layered structure: nickel oxide - palladium in a sensor system with surface acoustic wave, from the point of view of hydrogen detection in air. The layered sensor structure was prepared by means of reactive sputtering technology - nickel oxide 60 nm and vacuum deposition technology - palladium 10 nm. The specialised electronic circuit allows detection of the differential frequency (the difference between frequency with layered structure and the free ones). The investigations of such a structure with medium concentrations of hydrogen not exceeding a safety value 2.5% in air has been performed. The maximum sensitivity is detected at the interaction temperature of 35°C - the maximum change in frequency is on the level 600 Hz between 2 and 2.5% of hydrogen.