Украинские учёные обнаружили, что в результате длительного хранения пластин селенида индия на их поверхности образуется оксид Se₂O₅. Этот оксид хорошо поглощает влагу из атмосферы. Исследования показали, что с изменением влажности окружающей среды происходит изменение электрической ёмкости структуры. Отслеживая трансформации ёмкости пластины, можно определять уровень влажности в помещении.

Селенид индия InSe – это слоистый полупроводник. Соседние слои в кристалле InSe слабо связаны между собой, и путём скола легко получать пластины с ровной поверхностью, которая практически не поглощает из атмосферы посторонние атомы. Из-за этой особенности покрытие из InSe часто используют в микроэлектронике для защиты поверхности кристаллов кремния.

Однако было замечено, что свойства некоторых полупроводниковых приборов, изготовленных с применением селенида индия, всё-таки изменяются со временем. Уже через 2,5–4 года на поверхности подложек селенида индия появляются хаотически расположенные отдельные участки неизвестного оксида. Исследования показали, что химический состав таких плёнок зависит от температуры образования оксида и от времени нахождения InSe в атмосфере воздуха.

Учёные из НАН Украины и Черновицкого национального университета исследовали химический состав оксида, формирующегося на кристаллах селенида индия при их длительном хранении в нормальных условиях. Образовавшаяся плёнка представляет собой оксид селена Se₂O₅ с включёнными частицами индия. В работе, опубликованной в последнем номере журнала «Прикладная физика», учёные обратили внимание на то, что Se₂O₅ хорошо поглощает влагу из окружающей среды. Зная электрические свойства такой структуры, можно было бы использовать её в качестве детектора влажности.

Исследование свойств кристалла селенида индия, покрытого оксидной плёнкой, показало, что существует прямая зависимость между электрической ёмкостью структуры и степенью влажности окружающей среды: чем выше уровень относительной влажности воздуха, тем больше электроёмкость структуры. Авторы подчёркивают, что материал быстро реагирует на изменение влажности: после переноса из одних условий в другие новое значение электроёмкости устанавливается в течение двух с половиной минут. Учёные предложили электрическую схему, которая отслеживает изменение ёмкости кристалла, а следовательно, и уровень влажности в помещении.

Исследователи пишут, что структуры, состоящие из InSe и расположенной на нём плёнки оксида, могут применяться как активные элементы датчиков влажности. В будущем учёные планируют разработать методику ускоренного получения плёнок при низких температурах.

Источник информации:

С. И. Драпак, С. В. Гаврилюк, З. Д. Ковалюк, О. С. Литвин Собственный окисел селенида индия в условиях сорбции паров воды. – Прикладная физика. – №1. – 2011 год.