Naslov
Priprava i karakterizacija tankih filmova CeO2 za izradu senzora vlage
(Preparation and characterization of CeO2 thin films for moisture sensor fabrication)

Autori
Pavelić, Jakov-Stjepan ; (Kurajica, Stanislav - mentor)

Vrsta, podvrsta
Ostale vrste radova, rektorova nagrada

Godina
2021

Ključne riječi
cerijev(IV) oksid ; nano-prašak ; specifična površina
(cerium(IV) oxide ; nano-powder ; specific surface)

Sažetak
Nano-prašak cerijeva(IV) oksida koji je pripravljen metodom dvostupnjevite neizotermne precipitacije preveden je u tanki film nanesen na stakleni supstrat metodom lijevanja paste. Pošto cerijev(IV) oksid pokazuje veliki potencijal kao materijal koji može poslužiti u razne svrhe, odlučeno je testirati njegovu primjenu u senzorima vlage. Pripremljeni filmovi različitih debljina (10, 20, 40 i 80 μm) analizirani su brojnim metodama: rendgenskom difrakcijom (XRD), pretražnom elektronskom mikroskopijom (SEM), N2 apsorpcijsko-desorpcijskim izotermama, UV-Vis spektroskopijom, impedancijskom spektroskopijom (IS) te mikroskopijom atomskih sila (AFM). Veličina kristalita cerijeva(IV) oksida iznosi 23 nm, dok je grubom procjenom određeno kako su čestice nešto veće. Specifična je površina pripravljenog praška 38, 7 m2g-1. Jedan od nužnih zahtjeva koji se postavlja materijalu za upotrebu u senzorima vlage jest upravo da ima dobro svojstvo adsorpcije vlage. Što je veća specifična površina, to je više površinskih aktivnih mjesta na kojima može doći do adsorpcije vlage. Apsorbancija zračenja proporcionalna je debljini filma, što se može i vidjeti jer su tanji filmovi prozirniji od debljih. Relativna hrapavost tankog filma nominalne debljine od 80 μm reda je veličine 30 nm. Hrapavost je također važno svojstvo koje materijal mora imati kako bi se pokazao dobrim izborom za primjenu koja zahtjeva adsorpciju tvari na njegovu površinu. Iz impedancijske se spektroskopije peletiranog uzorka pokazalo kako vlažnost ima pozitivan učinak na ukupnu vrijednost električnu provodnost, što potkrepljuje tvrdnje dane u teorijskom uvodu ovoga rada. Jedno od objašnjenja ove pojave jest promjena u impedancijskim spektrima s promjenom relativne vlažnosti. Uzorci tankih filmova pokazuju porast osjetljivosti na relativnu vlažnost u s porastom debljine filma, što je posljedica promjene u procesima koji djeluju na nositelje naboja u različitim područjima filmova. Cerijev(IV) oksid opravdava visok interes za njegovo istraživanje u znanstvenom svijetu jer, širokom paletom korisnih svojstava koja mu omogućuju široku primjenu, olakšava različite vidove ljudskoga života.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Kemijsko inženjerstvo, Temeljne tehničke znanosti

POVEZANOST RADA