Корейські вчені створили безсвинецьовий перовськітний сенсор для аміаку

• Сенсор на основі сурмяного перовскита виявляє аміак 1 ppm
• Токовий відгук досягає 235 % при 100 ppm газу
• Бессвинцовый матеріал безпечніший за традиційні перовскити
• Дослідження опубліковане в журналі Small Structures

Група матеріалознавців з Південної Кореї представила новий тип плівкового газового сенсора, основаного на бессвинцовому перовскиті, в якому замість свинцю використовується сурма (Sb). Синтез матеріалу та його подальше нанесення на підкладку дозволили отримати однорідну тонку плівку, здатну реагувати на присутність аміаку в повітрі.

Сенсор демонструє видатну чутливість: вже при концентрації аміаку в 1 ppm (частин на мільйон) фіксується вимірювальний сигнал. При більш високому рівні забруднення — 100 ppm — токовий відгук зростає до 235 % від базового рівня, що свідчить про високу лінійність і динамічний діапазон датчика.

Переваги безсвинцевого перовскита

Головною перевагою нової розробки є відсутність свинцю, який традиційно застосовується в перовскитних сенсорах, але представляє серйозну екологічну та медичну небезпеку. Токсичність свинцю обмежує масштабування виробництва і вимагає складних методів утилізації. Заміна його сурьмою робить процес більш безпечним і відповідає зростаючим вимогам до екологічності електроніки.

Крім того, новий сенсор може стати конкурентом широко використовуваних датчиків на основі вісмуту. Вісмутові матеріали, хоча й менш токсичні, часто страждають від обмеженої доступності та нижчої стабільності при тривалій експлуатації. Сурьмові перовскити демонструють порівнянні або навіть кращі показники чутливості, що відкриває шлях до більш надійних рішень.

Дослідження, що описує синтез, структурний аналіз і електричні властивості сенсора, було опубліковано в рецензованому журналі Малі структури. Автори детально виклали методику отримання перовскітних плівок, їх кристалічну орієнтацію та механізми взаємодії аміаку з поверхнею матеріалу.

Розробка вписується в глобальний тренд переходу до екологічно чистих матеріалів у сенсорних технологіях. Строгі нормативи щодо використання небезпечних речовин в електроніці стимулюють пошук альтернатив, здатних зберігати або покращувати технічні характеристики без шкоди для здоров'я та навколишнього середовища.

Перспективи подальшого розвитку включають перевірку тривалої стабільності сенсора, інтеграцію в портативні аналітичні прилади та розширення спектра виявлюваних газів. Якщо ці завдання будуть успішно вирішені, безсвинцеві перовскітні датчики можуть знайти застосування в промисловому моніторингу, сільському господарстві та системах безпеки.

Джерело: N+1