Модификация поверхности тонких оксидных пленок для селективного детектирования газов и биологических молекул тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.01, кандидат химических наук Рыжиков, Андрей Сергеевич

• Рыжиков, Андрей Сергеевич
• кандидат химических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат химических наук Рыжиков, Андрей Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Газовые сенсоры на основе диоксида олова

1.1.1. Свойства диоксида олова

1.1.2. Свойства поверхности диоксида олова

1.1.3. Свойства поликристаллического диоксида олова

1.1.4. Механизмы взаимодействия молекул газовой фазы с поверхностью 15 оксидов

1.1.5. Газовые сенсоры на основе S11O

1.1.6. Проблема селективности газовых сенсоров

1.1.7. Детектирование газов-восстановителей

1.1.8. Мультисенсорные системы - «электронный нос»

1.1.9. Оптимизация температуры детектирования и температурного режима 22 сенсора

1.1.10. Измерение проводимости газовых сенсоров на переменном токе

1.1.11. Модификация поверхности чувствительного элемента 26 функциональными группами

1.1.12. Легирование полупроводниковых оксидов

1.1.13. Фильтры для газовых сенсоров

1.1.13.1. Пассивные фильтрующие мембраны

1.1.13.2. Активные фильтрующие мембраны

1.1.13.3. Фильтрующие мембраны на основе каталитических металлов

1.1.13.4. Мембраны на основе каталитических оксидов

1.1.13.5. Мембраны на основе каталитических металлов в керамической 3 9 матрице

1.1.14. Оксид алюминия и мембраны для разделения газовых смесей на его 41 основе

1.1.14.1. Свойства оксида алюминия

1.1.14.2. Мембраны на основе оксида алюминия

1.2. Газовые сенсоры на основе МДП-структур

1.2.1. Структуры Метал-Диэлектрик-Полупроводник

1.2.2. Газовые сенсоры на основе МДП-структур

1.3. Биочипы для определения ДНК

1.3.1. ДНК. Основные принципы

1.3.2. Биочипы для определения ДНК

1.3.2.1. Оптическое детектирование гибридизации ДНК

1.3.2.2. Электрическое детектирование гибридизации ДНК

1.4. Выводы

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Синтез тонких пленок для газовых сенсоров и биочипов

2.1.1. Синтез тонких пленок методом пиролиза аэрозоля

2.1.2. Синтез тонких пленок S11O2 для газовых сенсоров методом 72 магнетронного распыления

2.1.3. Поверхностное легирование тонких пленок S11O2 платиной методом 73 лазерной абляции

2.2. Методики изучения состава и микроструктуры полученных материалов

2.3. Методика изучения электрофизических и сенсорных свойств пленок и 77 структур

2.3.1. Методика изучения электрофизических и сенсорных свойств 77 чувствительных элементов резистивного типа

2.4. Методика изучения электрофизических и сенсорных свойств МДП-структур

2.5. Модификация поверхности оксидных пленок для детектирования ДНК

2.6. Детектирование гибридизации ДНК

3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

3.1. Характеризация образцов

3.1.1. Характеризация образцов методом рентгеновской дифракции

3.1.2. Определение толщины и показателя преломления пленок методом 8 9 эллипсометрии

3.1.3. Определение концентрации легирующих металлов методом локального 92 рентгено-спектрального анализа

3.1.4. Исследование микроструктуры пленок методом сканирующей электронной 93 микроскопии

3.1.5. Исследование микроструктуры методом просвечивающей электронной 93 микроскопии

3.1.6. Исследование морфологии поверхности методом атомно-силовой 95 микроскопии (АСМ)

3.1.6.1. Исследование морфологии поверхности легированных пленок 95 Sn02(Pd) и структур Al203(M)/Sn02(Pd)

3.1.6.2. Исследование морфологии поверхности пленок чистого и 99 легированного А1203 для МДП-структур Pt/Al203(M)/p-Si

3.1.6.3. Исследование морфологии поверхности оксидных пленок для 101 биочипов

3.1.7. Выводы ЮЗ

3.2. Сенсорные свойства образцов 104 3.2.1. Изучение сенсорных свойств структур Al203/Sn02(Pd) и 104 Al203(M)/Sn02(Pd)

3.2.1.1. Изучение сенсорных свойств структур Al203/Sn02(Pd) и 104 Al203(M)/Sn02(Pd) в статическом режиме

3.2.1.2. Изучение сенсорных свойств структур Al203/Sn02(Pd) и 108 Al203(M)/Sn02(Pd) по отношению к водороду

3.2.1.3. Изучение сенсорных свойств структур Al203/Sn02(Pd) и 111 Al203(M)/Sn02(Pd) по отношению к СО

3.2.1.4. Изучение сенсорных свойств структур A^CVSnC^Pd) и 113 Al203(M)/Sn02(Pd) по отношению к углеводородам

3.2.1.5. Модель влияния мембран на чувствительность пленок Sn02(Pd) к 117 водороду и СО

3.2.1.6. Влияние мембран на сенсорные свойства пленок Sn02(Pd) к 119 углеводородам

3.2.1.7. Анализ газовой чувствительности структур Al203/Sn02(Pd) и 120 Al203(M)/Sn02(Pd) к газам-восстановителям

3.2.1.8. Изучение сенсорных свойств структур Al203/Sn02(Pd) и 121 Al203(M)/Sn02(Pd) по отношению к смесям газов-восстановителей

3.2.1.9. Выводы

3.2.2. Исследование газовой чувствительности структур Sn02(Pt)

3.2.2.1. Исследование газовой чувствительности структур Sn02(Pt) к 126 водороду

3.2.2.2. Исследование газовой чувствительности структур Sn02(Pt) к СО

3.2.2.3. Конструкция и приготовление сенсора на основе пленок Sn02(Pt)

3.2.2.4. Газовая чувствительность сенсора на основе Sn02(Pt)

3.2.3. Изучение газовой чувствительности МДП-структур Pt/Al203/p-Si и 136 Pt/Al203(M)/p-Si к газам-восстановителям

3.2.3.1. Вольт-фарадные характеристики МДП-структур на воздухе

3.2.3.2. Вольт-фарадные характеристики МДП-структур в присутствии 140 водорода

3.2.3.3. Вольт-фарадные характеристики МДП-структур в присутствии СО

3.2.3.4. Вольт-фарадные характеристики МДП-структур в присутствии 144 метана

3.2.3.5. Выводы 146 3.3. Оптическое детектирование ДНК на тонких оксидных пленках

3.3.1. Изучение гидрофильных свойств поверхности пленок в процессе 147 модифицирования

3.3.2. Оптическое детектирование реакции гибридизации ДНК

3.3.3. Изучение интенсивности флюоресценции в зависимости от толщины 15 0 пленок Sn02 и А120з

3.3.4. Выводы

4. ВЫВОДЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Модификация поверхности тонких оксидных пленок для селективного детектирования газов и биологических молекул»

Тонкие оксидные пленки широко используются в качестве чувствительных элементов и преобразователей сигнала в различных типах сенсоров. Так, в газовых сенсорах резистивного типа на основе нанокристаллических полупроводниковых оксидов развитие тонкопленочной технологии постепенно становится доминирующим. Это связано с тем, что сенсоры на основе тонких пленок обладают рядом преимуществ по сравнению с толстыми пленками и прессованными таблетками, прежде всего легкостью интеграции тонких пленок в микроэлектронику, что особенно важно, поскольку в настоящее время одним из основных трендов развития сенсоров является создания миниатюрных универсальных интегрированных платформ, включающих в себя тонкопленочные чувствительные элементы, блоки пробоподготовки и микроэлектронные схемы считывания и обработки информации. Тонкие газочувствительные пленки могут быть легко интегрированы даже в отдельные компоненты электроники, такие как полевые транзисторы, диоды и др.

Основным недостатком чувствительных элементов газовых сенсоров на основе нанокристаллических полупроводниковых оксидов, таких как S11O2, изменяющих свое сопротивление при изменении состава газовой фазы, является недостаточная селективность их взаимодействия с молекулами газовой фазы. Основными методами решения проблемы селективности, являющейся общей химической проблемой, в полупроводниковых газовых сенсорах являются: оптимизация температурного режима функционирования сенсора, легирование чувствительного элемента различными каталитическими примесями, создание различных газочувствительных гетероструктур, а также применение селективных фильтров, пропускающих к чувствительному элементу молекулы определяемого газа и задерживающих молекулы интерферирующих газов. Однако, для тонкопленочных сенсоров, интегрированных в микроэлектронику, существуют свои ограничения. Так, для них мало подходит использование фильтров, выделенных в отдельный блок, которые существенно увеличивают размеры системы. Применение объемного легирования каталитическими примесями также ограничено, в связи с малым количеством вещества в тонкой пленке. В этой связи перспективным представляется повышение селективности тонкопленочных газовых сенсоров за счет модификации их поверхности фильтрующими мембранами, кластерами каталитических металлов и привитыми функциональными группами.

Модификация поверхности тонкопленочных чувствительных элементов на основе диоксида олова фильтрующими мембранами позволяет существенно повысить селективность газового сенсора. Мембраны, нанесенные на поверхность чувствительного элемента, способны селективно разделять газовые молекулы, пропуская молекулы одного типа и задерживая другие. Фильтрация происходит за счет разницы скоростей диффузии газовых молекул сквозь мембрану, разной способностей молекул адсорбироваться на материале мембраны, а также за счет селективных химических взаимодействий материала мембраны с молекулами газовой фазы. Селективность действия мембран может быть усилена путем внесения в них каталитических примесей, например, кластеров благородных металлов. В настоящее время исследованию процессов селективного переноса в мембранах для газовых сенсоров уделяется большое внимание.

Модификация поверхности тонких пленок полупроводниковых оксидов кластерами благородных металлов, также способствует повышению селективности и чувствительности газового сенсора.

Селективность по отношению к биологическим объектам может быть достигнута путем химического модифицирования поверхности пленок оксидов металлов биологическими молекулами. Прививка олигонуклеотидов на поверхность пленок позволяет создать сенсоры для детектирования комплиментарной ДНК за счет реакции гибридизации, где оксидная пленка может играть роль основы, а также преобразователя сенсорного сигнала.

Данная работа посвящена синтезу пленок оксидов металлов, модификации поверхностей газочувствительных тонких пленок на основе диоксида олова тонкими пленками платины и оксида алюминия, легированного благородными металлами (Pd, Pt, Rh, Ru), которые выступают в качестве фильтрующих мембран, а также модификации поверхности пленок SnOa, ТЮ2, AI2O3 олигонуклеотидами для изучения возможности создания на их основе сенсоров для определения ДНК в растворе. Также изучена возможность применения тонких пленок легированного оксида алюминия в газочувствительных МДП-структурах.

Обзор литературы

Литературный обзор содержит три главы, в первой из которых приведены физико-химические и электрофизические свойства диоксида олова. Также обсуждается механизм газовой чувствительности диоксида олова и проблемы селективности его взаимодействия с молекулами газовой фазы. Представлены основные способы повышения селективности материалов. Анализируется влияние фильтрующих мембран различных типов на чувствительность и селективность газовых сенсоров.

Вторая часть посвящена газочувствительным свойствам тонкопленочных МДП-структур. Представлены энергетические диаграммы МДП-структур, обсуждается влияние различных дефектов и состава атмосферы на их вольтфарадные характеристики.

Третья глава посвящена детектированию ДНК. Приведены основные методы определения ДНК и выбор материалов для создания биочипов.

Заключение диссертации по теме «Неорганическая химия», Рыжиков, Андрей Сергеевич

Выводы

1. Определены условия синтеза тонких пористых пленок оксидов металлов с контролируемым размером зерен в диапазоне 20-200 нм методом пиролиза аэрозоля металлоорганических соединений. Синтезированы пленки S11O2, ТЮг, AI2O3, МДП-структуры Pt/Al203(M)/p-Si, где M=Pt,Rh, и тонкопленочные структуры Al203/Sn02(Pd) и Al203(M)/Sn02(Pd), где М = Pd, Pt, Rh, Ru, a пористые пленки чистого и легированного оксида алюминия выступают в качестве фильтрующих мембран.

2. Синтезированы тонкие пленки нанокристаллического S11O2 методом магнетронного распыления металла с последующим окислением. Определены условия модификации их поверхности кластерами платины методом лазерной абляции. Показано, что полученные пленки Sn02(Pt) обладают высокой селективной чувствительностью к водороду в воздухе.

3. Показано, что мембраны AI2O3 и А1203(М), где М= Pd, Pt, Rh, Ru, существенно влияют на сенсорный отклик пленок Sn02(Pd) к газам-восстановителям, что связано с ограничением диффузии газовых молекул к чувствительному элементу и их взаимодействием с поверхностью мембраны. Обнаружено, что мембраны в разной степени снижают чувствительность пленок Sn02(Pd) к Н2 и СО и повышают сенсорный отклик к углеводородам (СН4, C3Hs). Мембраны повышают селективность чувствительных пленок Sn02(Pd), позволяя детектировать водород в присутствии СО, а углеводороды - в присутствии СО, а также водорода в случае мембран Al203(Ru).

4. Обнаружен синергетический эффект влияния СО и водорода на проводимость пленок Sn02(Pd). Показано, что газовая чувствительность пленок Sn02(Pd) к смеси СО и Н2 существенно превышает отклик пленок к отдельно взятым газам.

5. Впервые показано, что МДП-структуры с пористым слоем диэлектрика (Pt/Al203(M)/p-Si) демонстрируют более высокий сенсорный отклик к газам-восстановителям (Н2, СО, СН4) по сравнению с обычными МДП-структурами.

6. Показана возможность модификации поверхности тонких пленок оксидов металлов (S11O2, ТЮ2, AI2O3) олигонуклеотидами и оптического детектирования комплиментарной ДНК с их помощью. Интенсивность сенсорного сигнала (флюоресценции) зависит от материала и толщины пленок, а также от отражающих свойств подложек,

7. Полученные материалы на основе поверхностно модифицированных тонких пленок оксидов металлов и МДП-структур представляют интерес для практического использования в полупроводниковых газовых сенсорах для детектирования газов-восстановителй и в биосенсорах для детектирования ДНК.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Рыжиков, Андрей Сергеевич, 2006 год

1. Levin Е.М., Robbins C.R., McMurdie H.F. Phase diagrammes for ceramists. // The American Ceramic Society, 1964.

2. Jabrevski Z.M., Marton J.P. Physical properties of Sn02 materials. // J. Electrochemical Soc. 1976, vol. 123, № 7, p. 199C-205C.

3. Физикохимические свойства полупроводников // Москва: Наука, 1976.

4. Mizusaki J., Koinuma H., Shinmoyama J.-I., Kawasaki M., Fueki K. High temperature gravimetric study on nonstoichiometry and oxygen adsorption of Sn02. // J. Sol. State Chem., 1990, vol. 8,p.443-450.

5. Maier J., Gopel W. Investigations of the bulk defect chemistry of polycrystalline tin (IV) oxide. // J. Sol. State Chem., 1988, vol. 72, p.293-302.

6. Cox D.F., Hoflund G.B. An electronic and structural interpretation of tin oxide ELS spectra. // Surface Science, 1985, vol. 151, p.202-220.

7. Fonstad C.G., Rediker R.H. Electrical properties of high-quality stannic oxide crystals. // J.Appl. Phys., 1971, vol. 42, p. 2911-2918.

8. Gopel W., Schierbaum K.D. Sn02 sensors: current status and future prospects. // Sensors and Actuators B, 1995, vol. 26-27, p. 1-12.

9. Зенгуил Э. Физика поверхности. // M.: Мир. 1990. 536 с.

10. Williams D.E. Conduction and gas response of semiconductor gas sensors, Solid state gas sensors (ed. P.T. Moseley, B.C. Nofield) // Bristol and Philadelphia, Alam Higer, 1987, p. 71-123.

11. Mizsei J. How can sensitive and selective semiconductor gas sensor be made? // Sensors and Actuators B, 1995, vol. 23, p. 173-176.

12. Heiland G., Kohl D. Physical and chemical aspects of oxide semiconductor gas sensor. // Chemical Sensor Technology (ed. By T. Seyama) Elsevier, 1988, p. 15-38.

13. Zemel J.N. Theoretical description of gas-film interaction on SnC>2 // Thin Solid Films, 1988, vol. 163, p. 189-202.

14. Хайрутдинов Р.Ф. Химия полупроводниковых наночастиц // Успехи Химии, 67(2), 1998, с. 125-139

15. Мс Aleer J.F., Moseley Р.Т., Norris J.O.W, Williams D.T., Tin dioxide gas sensors Part 1. Aspects of surface chemistry related by electrical conductance variations. // J. Chem. Soc. Faraday Trans., 1987, vol. 83, p. 1323-1340.

16. Волькенштейн Ф.Ф. Электронные явления в адсорбции и катализе на полупроводниках. // М.: Мир, 1969, 398 с.

17. Henrich V. Е., Сох P. A. The surface science of metal oxides. // Cambridge. University press, 1996,458 c.

18. Kohl D. Surface processes in the detection of reducing gases with SnC>2 based devices. // Sensors and Actuators, 1989, vol. 18, p. 71-113.

19. Lenaerts S., Roggen J., Maes G. FT-IR characterisation of tin dioxide gas sensor materials under working conditions. // Spectrochimica Acta, 1995, vol. 51A, №5, p.883-894.

20. Ruhland В., Becker Th., Muller G. Gas-kinetic interactions of nitrous oxides with SnC>2 surfaces. // Sensors and Actuators B, 1998, vol. 50, p.85-94.

21. Антоненко В., Васильев А., Олихов И. Раннее обнаружение пожара. // Электроника, Б, 2001, №4, с.48-52.

22. Gopel W. Chemical imaging I. Concepts and visions for electronic and bioelectronic noses // Sensors and Actuators B, 1998, vol. 52, p.125-142.

23. Lalauze R., Pijolat C., Vincent S., Bruno L. High sensitive materials for gas detection. // Sensors and Actuators B, 1992, vol. 8, p.237-243.

24. Renault 0., Tadeev A. V., Delabouglise G., Labeau M. Intergated solid-state gas sensors based on Sn02(Pd) for CO detection. // Sensors and Actuators B, 1999, vol. 59, p.260-264.

25. Lee A. P., Reedy B. J. Temperature modulation in semiconductor gas sensing. // Sensors and Actuators B, 1999, vol. 60, p.35-42.

26. Heilig A., Barsan N., Weimar U., Schweizer-Berberich M., Gardner J. W., Gopel W. Gas identification by modulating temperatures of Sn02-based thick film sensors. // Sensors and Actuators B, 1997, vol. 43, p.45-51.

27. Amamoto Т., Yamaguchi Т., Matsuura Y., Kajiyama Y. Development of pulse-drive semiconductor gas sensor. // Sensors and Actuators B, 1993, vol. 13-14, p.587-588.

28. Sokolov A.V., Vasiliev A. A., Senkin A. E., CO and H2 response selection using semiconductor gas sensor signal in CO/H2 gas mixtures. // Eurosensors XVII, Rome, 2004.

29. Fort A., Gregorkiewitz M., Machetti N., Rocchi S., Serrano В., Tondi L., Ulivieri N., Vignoli V., Faglia G., Comini E., Selectivity enhancement by means of operating temperature modulation. // Thin Solid Films, 2002, vol. 418, p. 2-8.

30. Hui Ding, Haifeng Ge, Junhua Liu. High performance of gas identification by wavelet transform-based fast feature extraction from temperature modulated semiconductor gas sensors. // Sensors and Actuators B, 2005, vol. 107(2), p. 749-755.

31. Weimar U., Gopel W. A.C. measurements on tin oxide sensors to improve selectivities and sensitivities. // Sensors and Actuators B, 1995, vol. 26-27, p.13-18.

32. Gutierrez F.J., Ares L,, Robla J. I., Horillo M. C., Sayago I., Agapito J.A. Properties of polycrystalline gas sensors based on d.c. and a.c. electrical measurements. // Sensors and Actuators B, 1992, vol. 8, p.231-235.

33. Kanefusa S., Nitta M., Haradone M. High sensitivity H2S gas sensors. // J. Electrochem. Soc, 1985, vol. 132, №7, p. 1770-1773.

34. Vijayamohanan K., Keshavaraja A., Jayashri B. S., Ramaswamy A. V. Effect of surface modification due to superacid species in controlling the sensitivity and selectivity of Sn02 gas sensors. // Sensors and Actuators B, 1995, vol. 23, p.75-81.

35. Yamazoe N., Kurokava Y., Seyama T. Effects of additives on semiconductor gas sensors. // Sensors and Actuators, 1983, vol. 4, p. 283-289.

36. Morrison S.R. Selectivity in semiconductor gas sensors. // Sensors and Actuators, 1987, vol. 12, p.425-440.

37. Licznerski B.W., Nitsch K., Teterycz S., Wisniewski K. The influence of Rh surface doping on anomalous properties of thick film gas sensors. // Sensors and Actuators B, 2001, vol. 79, p.157-162.

38. Safonova О. V., Delabouglise G., Chenevier В., Gaskov A. M., Labeau M. CO and NO2 gas sensitivity of nanocrystalline tin dioxide thin films doped with Pd, Ru and Rh. // Materials Science and Engineering: C, 2002, vol. 21 (1-2), p. 105-111.

39. Lim C., Oh S. Microstructure evolution and gas sensitivities of Pd-doped Sn02-based sensor prepared by three different catalyst-addition processes. // Sensors and Actuators B, 1996, vol. 30, p.223-231.

40. Behr G., Fliegel W. Electrical properties and improvement of the gas sensitivity in multiple doped Sn02. // Sensors and Actuators B, 1995, vol. 26-27, p.33-37.

41. Rumyantseva M. N., Boulova M. N., Gaskov A. M., Labeau M., Senateur J. P., Delabouglise G. Influence of copper on sensor properties of tin dioxide films in H2S. // Materials Science and Engineering: B, 1996, vol. 41 (2), p. 228-234.

42. Filippov V. I., Terentjev A. A., Yakimov S. S. MOS structure (Pd-Si02-Si) based gas sensor with an external catalytic element. // Sensors and Actuators B, 1997, vol. 41, p.153-158.

43. Fleischer M., Kornely S., Weh Т., Frank J., Meixner H. Selective gas detection with high-temperature operated metal oxides using catalytic filters. // Sensors and Actuators B, 2000, vol. 69, p.205-210.

44. Papadopolous C. A., Vlachos D. S., Avaritsiotis J. N. Effect of surface catalysts on the long-term performance of reactively sputtered tin and indium oxide gas sensors. // Sensors and Actuators B, 1997, vol. 42, p.95-101.

45. T. Weh, M. Fleischer, H. Meixner, Optimization of physical filtering for selective high temperature H2 sensors // Sensors and Actuators B, 2000, vol. 68, p.146-150.

46. Strakova M., Matisova E., Simon P., Annus J., Lisy J. M., Silicon membrane measuring system with Sn02 gas sensor for on-line monitoring of volatile organic compounds in water // Sensors and Actuators B, 1998, vol. 52, p.274-282.

47. Hugon O., Sauvan M., Benech P., Pijolat C., Lefebvre F., Gas separation with a zeolite filter, application to the selectivity enchancement of chemical sensors // Sensors and Actuators B, 2000, vol. 67, p.235-243.

48. Penrose W.R., Li Pan, Stetter Joseph R., Ollison W.M., Sensitive measurement of ozone using amperometric gas sensors //Analytica Chimica Acta, 1995, vol. 313, p.209-219.

49. Schweiser-Berberich M., Strautmann S., Gopel W., Sharma R., Peyre-Lavigne A., Filters for tin dioxide CO gas sensors to pass the UL2034 standart // Sensors and Actuators B, 2000, vol. 66, p.34-36.

50. Kitsukawa S., Nakagawa H., Fukuda K., Asakura S., Takahashi S., Shigemori Т., The interference elimination for gas sensor by catalyst filters // Sensors and Actuators B, 2000, vol. 65, p.120-121.

51. Николаев И. H., Галиев Р. Р., Литвинов А. В., Уточкин Ю. А., Селективный газоанализатор для низких концентраций серодорода, Измерительная техника, 2004, №6, с.67.

52. Schweiser-Berberich М., Strautmann S., Weimar U., Sharma R., Seube A., Peyre-Lavigne A., Gopel W., Strategies to avoid VOC cross-sensitivity of Sn02-based CO sensors, Sensors and Actuators B, 1999, vol. 58, p.318-324.

53. Katsuki A., Fukui K., Hi selective sensor based on Sn02, Sensors and Actuators B, 1998, vol. 52, p.30-37.

54. Althainz P., Dahlke A., Frietsch-Klarhof M., Goschnick J., Ache H. J., Receiption tuning of gas-sensor microsystems by selective coatings, Sensors and Actuators B, 1995, vol. 24-25, p.366-369.

55. Fleischer M., Seth M., Kohl C.-D., Meixner H., A selective H2 sensor implemented using вагОз thin-films which are covered with a gas filtering SiC>2 layer // Sensors and Actuators B, 1996,vol. 35-36, p.297-302.

56. Weh Т., Frank J., Fleischer M., Meixner H., On the mechanism of hydrogen sensing with Si02 modificated high temperature ва20з sensors // Sensors and Actuators B, 2001,vol. 78, p.202-207.

57. Frietsch M., Zudock F., Goschnick J., Bruns M., CuO catalytic membrane as selectivity trimmer for metal oxide gas sensors // Sensors and Actuators B, 2000, vol. 65, p.379-381.

58. Papadopoulos C. A., Vlachos D.S., Avaritsiotis J.N., Comparative study of various metal-oxide-based gas-sensor architectures // Sensors and Actuators B, 1996, vol. 32, p.61-69.

59. Kocemba I., Paryjszak Т., Metal films on a Sn02 surface as selective gas sensors // Thin Solid Films, 1996, vol. 272, p. 15-17.

60. Montmeat P., Pijolat C., Tournier G., Viricelle J.-P., The influence of platinum membrane on the sensing properties of a tin dioxide thin film // Sensors and Actuators B, 2002, vol. 84, p.148-159.

61. Steiner K., Hoefer U., Kuhner G., Sulz G., Wagner E., Ca- and Pt-catalysed thin-film Sn02 gas sensors for CO and CO2 detection // Sensors and Actuators B, 1995, vol. 25, p.529-531.

62. Sauvan M., Pijolat C., Selectivity improvement of Sn02 films by superficial metallic films // Sensors and Actuators B, 1999, vol. 58, p.295-301.

63. Wollenstein J., Bottner H., Jaegle M., Becker W.J., Wagner E., Material properties and the influence of metallic catalysts at the surface of highly dense Sn02 films // Sensors and Actuators B, 2000, vol. 70, p. 196-202.

64. Papadopolous C.A., Avaritsiotis J.N., A model for the gas sensing properties of tin oxide thin films with surface catalysts // Sensors and Actuators B, 1995, vol. 28, p.201-210.

65. Miszei J., Activation Technology of Sn02 layer by metal particles from ultrathin metal films // Sensors and Actuators B, 1993, vol. 15-16, p.328-333,

66. Galdikas A., Mironas A., Senuliene D., Setkus A., Gopel W., Schierbaum K.-D., Copper on-top-sputtering induced modification of tin dioxide thin film gas sensors // Sensors and Actuators B, 1999, vol. 58, p.330-337.

67. Fleischer M., Seth M., Kohl C.-D., Meixner H., A study of surface modification at semiconducting Ga203 thin film sensors for enhancement of the sensitivity and selectivity // Sensors and Actuators B, 1996,vol. 35-36, p.290-296.

68. Park S. 0., Akbar S. A., Hwang J., Selective gas detection with catalytic filters // Mater. Chem. Phys., 2002, vol. 75, p.56-60.

69. Fukui K., Nishida S., CO gas sensor based on Аи-Ьа20з added Sn02 ceramics with siliceous zeolite coat // Sensors and Actuators B, 1997, vol. 45, p. 101-106.

70. Cabot A., Arbitol J., Cornet A., Morante J. R., Fanglin Chen, Meilin Liu, Mesoporous catalytic filters for semiconductor gas sensors // Thin Solid Films, 2003, vol. 436, p.64-69.

71. Cirera A., Cabot A., Cornet A., Morante J.R., CO-CH4 selectivity enhancement by in situ Pd-catalysed microwave Sn02 nanoparticles for gas detectors using active filter // Sensors and Actuators B, 2001, vol. 78, p.151-160.

72. Mandayo G.G., Castano E., Grasia F.J., Cirera A., Cornet A., Morante J.R., Built-in active filter for an improvement response to carbon monoxide combining thin- and thick-film technologies // Sensors and Actuators B, 2002, vol. 87, p.88-94.

73. Menil F., Lucat C., Debeda H., Thick-film route to selective gas sensors // Sensors and Actuators B, Chemical 24-25, 1995, p.415-420.

74. Hubalek J., Malysz K., Prasek J., Vilanova X., Ivanov O., Llobet E., Brezmes J., Correig X., Sverak Z., Pt-loaded А120з catalytic filters for screen-printed WO3 sensors highly selective to benzene, // Sensors and Actuators B, 2004, vol. 101, p.277-283.

75. Dragoo A.L., Diamond J.J., Transition ion vapor deposited alumina from 300°C to 1200°C // J. Am. Ceram. Soc, 1967, vol. 50, №11, p. 568-574.

76. Lippens B.C., de Boer J.H., Study of phase transformation during calcination of aluminium hydroxydes by Selected Area Electron Diffraction // Acta Crystallographica, 1964, vol. 17, p.1312-1321.

77. Калинина A. M., О полиморфизме и ходе термических превращений окиси алюминия // Журнал неорганической химии, 1959, №4, с. 1260-1269.

78. Handbook of Chemistry and Physics, 70th edition, CRS Press, Boca Raton, Florida, 1989,.

79. Стайлз А. Б., Носители катализаторов и катализ на нанесенных катализаторах, Москва: Химия, 1991,168 с.

80. Anwu Li, Weiquiang Liang, Hudges R., Fabrication of defect-free Pd/a-AbCb composite membranes for hydrogen separation // Thin Solid Films, 1999, vol. 350, p. 106-112.

81. Garetto T.F., Apesteguia C.R., Oxidative removal of hydrocarbons over Рг/А^Оз catalysts // Catalysis Today, 2000, vol. 62, p. 189-199.

82. Mathieu H., Physique des semi-conducteurs et des dispositifs electroniques, Paris, Masson, 1997, p.709.

83. Shur M., Physics of semiconductor devices, New Jersey, Prentice Hall, 1990, p.680.

84. Sze S. M., Physics of semiconductor devices, New York, John Wiley & Sons, 1981.

85. Lundstrom I., Shivaraman M.S., Svensson C.M., Lundkvist L., Hydrogen sensitive MOS field effect transistor // Applied Physics Letters, 1975, vol. 26, p. 55-57.

86. Lundstrom I., Ederth Т., Kariis H., Sundgren H., Spetz A., Winquist F., Recent developments in field-effect gas sensors // Sensors and Actuators B, 1995, vol. 23, p.127-133.

87. Ekendahl L.G., Eriksson M., Lundstrom I., Hydrogen sensing mechanisms of metal-insulator interfaces //Accounts of Chemical Researches, 1998, vol. 31(5), p. 249-256.

88. Lundstrom I., Shivaraman M.S., Svensson C.M., Chemical reactions on palladium surfaces studied withPd-MOS structures // Surface Science, 1977, vol. 64, p. 497-519.

89. Воронков H. П., Гаман H. И., Душенко М. О., Калыгина В. М., Структуры металл-SiCVSi чувствительные к аммиаку//Поверхность, 1995, №2, с. 35-40.

90. Abom А.Е., Comini Е., Sberveglieri G., Finnegan N., Petrov I., Hultman L., Eriksson M., Experimental evidence for a dissociation mechanism in NH3 detection in MIS field-effect devices // Sensors and Actuators B, 2003, vol. 89, p.1-8.

91. Litovchenko V.G., Gorbanyuk T.I., Efremov A.A., Evtukh A.A., Effect of macrostructure and composition of the top metal electrode on properties of MIS gas sensors, Microelectronics Reliabilty, 40, 2000, p. 821-824.

92. Portnoff M.A., Grace R., Guzman A.M., Runco P.D., Yannopoulos L.N., Enhancment of MOS gas sensor selectivity by 'on-chip' catalytic filtering, Sensors and Actuators B, 1991, vol. 5, p. 231-235.

93. Samman A., Gebremariam S., Rimai L., Zhang X., Hangas J., Auner G. W., Silicon-carbide MOS capacitor with laser-ablated Pt gate as combustible gas sensor // Sensors and Actuators B, 2000, vol. 63, p.91-102.

94. Spetz A.L., Tobias P., Uneus L., Svenningtorp H., Ekendahl L.G., Lundstrom I., High temperature catalytic metal field effect transistors for industrial applications // Sensors and Actuators B, 2000, vol. 70, p.67-76.

95. Keramati В., Zemel J.N., Pd-thin-Si02-Si diode. I. Isothermal variation of Нг-induced interfacial trapping states // J. Appl. Phys, 1982, vol. 53(2), p. 1091-1099.

96. Dwivedi D., Dwivedi R., Srivastava S.K., The effect of hydrogen-induced interface traps on a titanium dioxide-based palladium gate MOS capasitor (Pd-MOSC): a conductance study // Microelectronics Journal, 1998, vol. 29, p. 445-450.

97. Спирин А. С., Молекулярная биология, М.: Высшая школа, 1990.

98. Weil J.H., Biochimie generate, Paris, Dunod, 2001.

99. Southern E.M., Detection of specific sequences among DNA fragments separated by gel-electrophoresis // J. Mol. Biol., 1975, vol. 98, p. 503-517.

100. Khrapko K.R., Lysov Yu.P., Khorlyn A.A., Shick V.V., Florentiev V.L., Mirzabekov A. D., An bolygonucleotide hybridization approach to DNA sequencing // FEBS Letters, 1989, vol. 256, №1-2, p. 118-122.

101. Drummond T.G., Hill M. G., Barton J.K., Electrochemical DNA sensors // Nature Biotechnology, 2003,vol. 21 (10), p. 1192-1199.

102. Fritz J., Bailer M. K., Lang H. P., Translating Biomolecular Recognition into Nanomechanics // Science, 2000, vol. 288, p.316-318.

103. Bras M., Cloarec J.-P., Bessueille F., Souteyrand E,, Martin J.-R., Chauvet J.-P., Control of immobolization and hybridation on DNA chips by fluorescence spectroscopy // J. of Fluorescence, 2000, vol. 10, №3, p.247-253.

104. Lenigk R., Carles M., Ip N.Y., Sucher N.J., Surface characterization of a silicon-chip-based DNA microarrays // Langmuir, 2001, vol. 17, p. 2497-2501.

105. Guschin D., Yershov G., Zaslavsky A., Gemmell A., Shick V., Proudnikov D., Arenkov P., Mirzabekov A., Manual manufacturing of oligonucleotide, DNA and protein microchips //Anal. Biochemstry, 1997, vol. 250, p. 203-211.

106. Livache Т., Bazin H., Caillat P., Roget A., Electroconducting polymers for the construction of DNA or peptide arrays on silicon chips // Biosensors and Bioelectronics, 1998, vol. 13, p. 629-634.

107. Fritzche W., Csaki A., Reihert J., Kohler J.M., New colloidal gold-based detection scheme for DNA chip technology // Europ. Microscopy and Analysis, 2001, №7, p.5-7.

108. Fortin E., Chane-Tune J., Mailley P., Szunerits S., Marcus В., Petit J.-P., Mermoux M., Vieil E., Nucleosides and ODN electrochemical detection onto boron doped diamand electrodes //Bioelectrochemistry, 2004, vol. 63, p. 303-306.

109. Gooding J.J., Elecrochemical DNA hybridation biosensors // Electroanalysis, 2002, vol. 14 (17), p. 1149-1156.

110. Lucarelli F., Marranza G., Turner A.P.F., Mascini M., Carbon and gold electrodes as electrochemical trandusers for DNA hybridation sensors // Biosensors and Bioelectronics, 2004, vol. 19, p. 515-530.

111. Porath D., A. Bezryadin, S. de Vries, C. Dekker, Direct measurement of electrical transport through DNA molecules // Nature, 2000, vol. 403, p. 635-638.

112. Berney H., West J., Haefele E., Alderman J., Lane W., Collins J.K., A DNA diagnostic biosensor: development, characterisation and performance // Sensors and Actuators B, 2000, vol. 68, p.100-108.

113. Souteyrand E., Cloarec J.P., Martin J.R., Wilson C., Lawrence I., Mikkelsen S., Lawrence M.F., Direct detection of the hybridization of synthetic homo-oligomer DNA sequences by field effect// J.Phys. Chem. B, 1997, vol. 101, p. 2980-2985.

114. Gautheron В., Elaboration de couches minces de SnC>2 pur et dope (Pd, Ni) par pyrolyse d'un aerosol genere par ultrasons: Caracterisation microstructurale et 61ectrique, Application a la detection des gaz. These docteur de 1'INPG, 1992, p.224.

115. Viguie J.C., Spitz J., Chemical vapor deposition at low temperatures // Journal of the Electrochemical Society, 1975, vol. 122, p. 585.

116. Tadeev A., Elaboration et caracterisation de films minces d'oxyde d'etain (pur et dope aux Pd, Pt, Ni, Pd-Ni) et a'alumine (pur et dope par Pd) pour la detection gazeuse deposes par le procede pyrosol. These docteur de 1'INPG, 1999, Grenoble, p. 218.

117. Eustathopoulos N., Nicholas M., Drevet В., Wettability at high temperatures // Pergamon Materials Series, vol. 3, Oxford: Pergamon, 1999

118. Сафонова О. В., Синтез, микроструктура, электрофизические и сенсорные свойства нанокристаллического Sn02, легированного Ru, Rh и Pd. кандидатская диссертация, Москва, 2002. 173 с.

119. Каталог химических реактивов, Acros Organics, 2004.

120. Каталог химических реактивов, Sigma-Aldrich, 2003.

121. Vasiliev R.B., Rumyantseva M.N., Podguzova S.E., Ryzhikov A.S., Ryabova L.I., Gaskov A.M., Effect of interdiffusion on electrical and gas sensor properties of Cu0/Sn02 heterostructures // Materials Science and Engineering B, 1999, vol. 57, p.241-246.

122. Mikhailov V.A., Putilin F. N., Trubnikov D.N., Study of PbTe(Ga) evaporation using nanosecond pulsed laser // Appl. Surf. Science, 1995, vol. 86, p. 86-91.

123. Pouchou J. L., Pichoir F., Un nouveau modle de calcue pour la microanalyse quantitative par spectrometrie de rayons X. Partie II: Application a l'analyse d'echantillons heterogenes en profondeur // Rech. Aerosp., 1984, N5, p. 349-367.

124. Peyrade D., Mendez J.E., Drazeck L., Stambouli V., Labeau M., Terrot J.M., Uzel C., Barritault P., Hoang A., Peltier P., A DNA chip microstructured on silicon // Applied Nanoscience, 2004, vol. 1 (1), p.63-68.

125. Лисичкин Г. В., Химия привитых поверхностных соединений, Москва: Физматлит, 2003, с. 593.

126. Labeau М., Gautheron В., Cellier F., Vallet-Regi М., Pt nanoparticles dispersed on Sn02 thin films: a microstructural study//J. Solid-State Chem., 1993, vol. 102, p.434-439.

127. Miszei J., Sipila P., Lantto V,, Structural studies of sputtered noble metal catalysts on oxide surfaces // Sensors and Actuators B, 1998, vol. 47, p. 139-144.

128. Currie J.F., Delabouglise G., Labeau M., Briand D., Pd-doped Sn02 thin films deposited by assisted ultrasonic spraying CVD for gas sensing: selectivity and effect of annealing // Sensors and Actuators B, 1998, vol. 48, p.395-402.

129. Caldararu M., Postole G., Carata M., Chelu M,, Hornoiu C., Ionescu N. I., Juchakova Т., Redey A., In situ electrical conductivity study of propylene interaction with alumina surface // Appl. Surf. Sci., 2003, vol. 211, p.156-165.

130. Nilgun Akin A., Kilaz G., Inci Isli A., Ilsen Onsan Z., Development and characterization of Pt-Sn02/y -А120з catalysts // Chem. Eng. Sci., 2001, vol. 56, p.881-888.

131. Hsin-Yu Lin, Yu-Wen Chen, The kinetics of H2 adsorption on supported ruthenium catalysts // Thermochimica Acta, 2004, vol. 419, p. 283-290.

132. N. Yamazoe, N. Miura, Some basic aspects of semiconductor gas sensors // Chemical Sensors and Technology, 1992, vol. 4, p. 19-41.

133. Gaidi M., Hazemann J.L., Matko I., Chenevier В., Rumyantseva M., Gaskov A., Labeau M., Role of Pt aggregates in Pt/Sn02 thin films used as gas sensors: Investigations of the catalytic effect//J.ofElectrochem. Soc., 2000, vol. 147(8), p.3131-3138.

134. Фоменко В. С., Эмисионные свойства материалов, Киев: Наукова думка, 1981, с. 339.

135. Lundstrom I., Approaches and mechanisms of solid state sensing // Sensors and Actuators B, 1996, vol. 35-36, p.l 1-19.

136. Charles P.T., Vora G.J., Andreadis J.D. et al., Fabrication and surface characterization of DNA microarrays using amine- and thiol-terminated oligonucleotide probes // Langmuir, 2003, vol. 19, p. 1586-1591.

137. Bras M., Validation et caracterisation de la lecture des puces a ADN par spectroscopic de fluorescence,These docteur de l'Universite Claud Bernard-Lyon 1, 2001, p. 163.