Characterization of gas sensitive metal-oxide thin films by Raman Spectroscopy

Titel in Übersetzung: Charakterisierung von gassensitiven Metalloxid Dünnfilmen mittels Raman-Spektroskopie

Marco Sebastian Holzer

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

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Abstract

Gassensoren werden für eine Vielzahl von Anwendungen verwendet. Mögliche Einsatzgebiete stellen die Überwachung und Kontrolle von Umwelt- und Industrieprozessen, Sicherheitsgeräte, Smart Devices und viele mehr, dar. Die heutzutage am häufigsten vorkommenden Gassensoren basieren auf Metalloxiden mit Halbleitereigenschaften, welche ihren elektrischen Widerstand aufgrund von Adsorptionsvorgängen von Gasen an der Materialoberfläche verändern. Trotz dem kommerziellen Erfolg und dem regen wissenschaftlichen Interesse, gibt es einen Mangel an Messmethoden, welche die Mikrostruktur und die elektrischen Eigenschaften der gassensitiven Materialen während des Einsatzes charakterisieren. Innerhalb dieser Arbeit wird ein neuer Ansatz basierend auf Raman-Spektroskopie erarbeitet und umgesetzt, um gassensitive Dünnfilme zu charakterisieren. Das entworfene Messsetup ermöglicht die Charakterisierung der Struktur und der elektrischen Eigenschaften von Metalloxiden (CuO und ZnO) in verschiedensten Gasatmosphären. Zuerst wird die Herstellung von gassensitiven Dünnfilmen durch Spraypyrolyse-Methode und Fotolithografie ausführlich beschrieben. Danach wird eine detaillierte Beschreibung des Messaufbaus zur Verfügung gestellt und die Funktionalität des Aufbaus nachgewiesen. Schlussendlich zeigt der Autor wie man den zur Verfügung gestellten Aufbau nutzen kann, um die Wechselwirkung zwischen gewissen Gasen und den Metalloxid-Oberflächen während der Operation benutzen kann. Die gemessenen Ramanspektren der Materialien CuO und ZnO werden außerdem dazu verwendet, um zu zeigen, wie man Informationen über die Gas-Material Wechselwirkung extrahiert. Es konnte gezeigt werden, dass die Messdaten im Einklang mit Erkenntnissen aus der Literatur stehen und daher Raman Spektroskopie eine ausgezeichnete Analysemethode ist, um Dünnschichten, die für Gassensoren eingesetzt werden, zu studieren.
Titel in ÜbersetzungCharakterisierung von gassensitiven Metalloxid Dünnfilmen mittels Raman-Spektroskopie
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Deluca, Marco, Mitbetreuer (intern)
  • Bermejo, Raul, Betreuer (intern)
Datum der Bewilligung20 Dez. 2019
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2019

Bibliographische Notiz

nicht gesperrt

Schlagwörter

  • Ramanspektroskopie
  • Gas-sensitive Materialien
  • Metalloxide
  • chemiresistive Gassensoren
  • Dünnfilmtechnologie

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