Cercetarea senzorilor pe baza nanostructurilor de Al₂O₃ dopate cu impurități

Abstract

Domeniul de cercetare este reprezentat de analiza teoretică și experimentală a metodelor de depunere a stratului de Al₂O₃ dopat, precum și a influenței acestuia asupra proprietăților electrice, optice și structurale ale materialelor. Scopul lucrării constă în elaborarea și optimizarea metodelor avansate de depunere a straturilor de Al₂O₃ dopat, precum și analiza proprietăților acestora pentru utilizarea în dispozitive optoelectronice și senzoriale. Metodologia cercetrii tiinifice este fundamentată pe tehnici experimentale avansate, precum spectroscopia de absorbție, difracția de raze X (XRD), microscopie electronică (SEM/TEM), dar și simulări teoretice pentru validarea rezultatelor. Noutatea şi originalitatea științifică constau în identificarea unor parametri optimi pentru depunerea straturilor de Al₂O₃ dopat utilizând tehnica ALD; demonstrarea efectului dopării asupra sensibilității senzorilor de gaze; și dezvoltarea unui model teoretic pentru descrierea comportamentului electric al materialelor dopate. De asemenea, s-a propus o metodă inovatoare de integrare a acestor straturi în structuri complexe utilizate în dispozitive optoelectronice. Semnificaţia teoretică a lucrării constă în elaborarea unor modele care explică influența dopării asupra proprietăților funcționale ale Al O , contribuind la înțelegerea proceselor chimice și fizice implicate. Valoarea aplicativă a lucrării a lucrării rezidă în dezvoltarea unor materiale noi cu proprietăți superioare, destinate utilizării în senzori avansați de gaze și aplicații optoelectronice. De asemenea, metodele propuse oferă soluții eficiente pentru implementarea industrială a materialelor analizate.

The research domain is represented by the theoretical and experimental analysis of the methods for depositing doped Al₂O₃ layers, as well as their influence on the electrical, optical, and structural properties of materials. The purpose of the thesis is to develop and optimize advanced methods for depositing doped Al₂O₃ layers and analyze their properties for use in optoelectronic and sensor devices. The scientific research methodology is based on advanced experimental techniques such as absorption spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), electron microscopy (SEM/TEM), and theoretical simulations for result validation. The scientific novelty and originality consist of identifying optimal parameters for depositing doped Al₂O₃ layers using the ALD technique; demonstrating the effect of doping on gas sensor sensitivity; and developing a theoretical model to describe the electrical behavior of doped materials. Additionally, an innovative method for integrating these layers into complex structures used in optoelectronic devices has been proposed. The theoretical significance of the work lies in the development of models that explain the influence of doping on the functional properties of Al₂O₃, contributing to the understanding of the chemical and physical processes involved. The practical value of the thesis lies in the development of new materials with superior properties for use in advanced gas sensors and optoelectronic applications. Moreover, the proposed methods offer efficient solutions for the industrial implementation of the analyzed materials.