The object of research, development or design (in Russian) : Объектом исследования и разработки в проекте является создание высокочувствительных миниатюрных газовых сенсоров на основе металлоксидных полупроводников (МОП), в частности с использованием тонких пленок Zn1-xTixO.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Жобадағы зерттеу және әзірлеу нысаны металлоксидті жартылай өткізгіштер (Mos) негізінде, атап айтқанда zn1-xTixO жұқа пленкаларын пайдалана отырып, жоғары сезімтал миниатюралық газ датчиктерін жасау болып табылады.

Aim of work (in Russian) : Целью данного проекта является разработка высокочувствительных миниатюрных газовых сенсоров на основе МОП и улучшение их морфологических, электрических и оптических свойств, а также повышение чувствительности и времени отклика на токсичные газы. Газовые сенсоры будут применяться в системах мониторинга газовой среды, мониторинга экологического состояния атмосферы, а также в горнорудной и нефтегазовой отраслях.

Aim of work (in Kazakh) : Жобаның мақсаты МОӨЖ негізінде жоғары сезімтал миниатюралық газ сенсорларын жасау және олардың морфологиялық, электрлік және оптикалық қасиеттерін жақсарту, сонымен қатар улы газдарға сезімталдық пен әрекет ету уақытын арттыру. Осыған байланысты жоғары сезімтал газ сенсорларын әзірлеу газды қоршаған ортаны қадағалау, атмосфераның экологиялық жағдайын бақылау жүйелерінде, тау-кен және мұнай-газ салаларында пайдаланылатын болады.

Методы исследования (на русском) : Основные методы исследования, применяемые в проекте, включают следующие направления: 1) Моделирование IDT электродов: Вакуумное напыление (PVD) золотых частиц на специализированные подложки. Оптимизация параметров для получения электродов, пригодных для газовых сенсоров. 2) Синтез наноплёнок Zn1-xTixO методом магнетронного напыления: Использование мишеней из оксида цинка и титана. Оптимизация параметров распыления: температура, давление, мощность напыления. 3) Электроспиннинг для получения нановолокон: Синтез нановолокон Zn1-xTixO с последующей термической обработкой. Изучение влияния легирования Ti на структуру и свойства нановолокон. 4) Исследование морфологических и структурных свойств. Применение таких методов, как: Рентгеновская дифрактометрия (XRD), Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (XPS), Сканирующая электронная микроскопия (SEM), Атомно-силовая микроскопия (AFM), Эллипсометрия. 5) Электрические и оптические измерения: Вольтамперометрия для изучения проводимости. Оптическая спектроскопия для определения ширины запрещённой зоны и энергии активации. 6) Измерение газочувствительности: Проведение тестов при разных концентрациях газов и температурных условиях. Определение параметров сенсоров: чувствительность, селективность, время отклика и восстановления. 7) Изучение влияния гамма-облучения: Измерение изменений газочувствительных характеристик тонких пленок после воздействия гамма-излучением.

Методы исследования (на казахском) : Жобада қолданылатын негізгі зерттеу әдістері келесі бағыттарды қамтиды: 1) IDT электродтарын модельдеу: Алтын бөлшектерді мамандандырылған субстраттарға вакуумдық бүрку (PVD). Газ датчиктеріне жарамды электродтарды алу үшін параметрлерді оңтайландыру. 2) магнетронды бүрку арқылы zn1-xTixO нанофильмдерін синтездеу: мырыш оксиді мен титан нысандарын пайдалану. Бүрку параметрлерін оңтайландыру: температура, қысым, бүрку қуаты. 3) нанофибрлерді алу үшін электр айналдыру: zn1-xTixO нанофибрлерінің синтезі, содан кейін термиялық өңдеу. Ti допингінің наноталшықтардың құрылымы мен қасиеттеріне әсерін зерттеу. 4) морфологиялық және құрылымдық қасиеттерін зерттеу. Сияқты әдістерді қолдану: Рентгендік дифрактометрия (XRD), рентгендік фотоэлектрондық спектроскопия (XPS), сканерлеуші электронды микроскопия (SEM), атомдық күш микроскопиясы (AFM), Эллипсометрия. 5) Электрлік және оптикалық өлшеулер: өткізгіштікті зерттеуге арналған Вольтамметрия. Жолақ ені мен белсендіру энергиясын анықтауға арналған оптикалық спектроскопия. 6) газға сезімталдықты өлшеу: әртүрлі газ концентрациялары мен температуралық жағдайларда сынақтар жүргізу. Сенсор параметрлерін анықтау: сезімталдық, селективтілік, жауап беру және қалпына келтіру уақыты. 7) гамма-сәулеленудің әсерін зерттеу: гамма-сәулеленудің әсерінен кейін жұқа пленкалардың газға сезімтал сипаттамаларының өзгеруін өлшеу.

Obtained results and novelty (in Russian) : Основные полученные результаты и новизна исследования: Синтез Ti-легированных ZnO наноплёнок с использованием метода магнетронного распыления, обеспечившего улучшенные морфологические и электрические свойства сенсоров. Оптимизация параметров сенсоров, таких как чувствительность, селективность и время отклика, для детектирования токсичных газов, включая NO, при низких концентрациях и различных условиях окружающей среды. Впервые исследовано влияние Ti-легирования на чувствительность к NO и доказано, что оно значительно улучшает стабильность и селективность сенсоров. Разработаны миниатюрные газовые сенсоры на основе наноплёнок, что позволяет их использовать для мониторинга качества воздуха и экологического контроля в реальном времени.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Зерттеудің негізгі нәтижелері мен жаңалығы: Сенсорлардың морфологиялық және электрлік қасиеттерін жақсартатын магнетронды бүрку әдісін қолдана отырып, Ti-легирленген ZnO нанофильмдерін синтездеу. Төмен концентрацияларда және әртүрлі қоршаған орта жағдайларында улы газдарды, соның ішінде NO-ны анықтау үшін сезімталдық, селективтілік және жауап беру уақыты сияқты сенсорлық параметрлерді оңтайландыру. Ti-допингтің NO сезімталдығына әсері алғаш рет зерттелді және сенсорлардың тұрақтылығы мен селективтілігін айтарлықтай жақсартатыны дәлелденді. Нанофильмдерге негізделген миниатюралық газ датчиктері әзірленді, бұл оларды ауа сапасын бақылау және нақты уақыттағы экологиялық бақылау үшін пайдалануға мүмкіндік береді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Основные конструктивные и технико-экономические показатели: Конструктивные характеристики: Тонкие плёнки Zn1-xTixO, легированные титаном, получены методом магнетронного распыления. Размеры сенсоров: 7 мм x 7 мм на подложке из стекла с нанесёнными IDT-электродами. Рабочая температура: оптимально 220 °C. Минимальная обнаруживаемая концентрация газа NO: 1 ppb. Технико-экономические показатели: Высокая чувствительность и селективность к NO, в 4 раза выше по сравнению с чистым ZnO. Быстрое время отклика: 17 секунд и восстановления: 10 секунд. Длительный срок службы и стабильность сенсоров, деградация менее 2% за 30 дней. Низкие затраты на производство благодаря использованию стандартного магнетронного оборудования и доступных материалов.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Негізгі сындарлы және техникалық-экономикалық көрсеткіштер: Дизайн сипаттамалары: Титанмен легирленген жұқа Zn1-xTixO пленкалары магнетронды бүрку арқылы жасалады. Сенсорлардың өлшемдері: IDT электродтары бар шыны субстратта 7 мм x 7 мм. Жұмыс температурасы: оңтайлы 220 °C. Минималды анықталатын газ концентрациясы NO: 1 ppb. Техникалық-экономикалық көрсеткіштер: NO-ға жоғары сезімталдық пен селективтілік, таза ZnO-мен салыстырғанда 4 есе жоғары. Жылдам жауап беру уақыты: 17 секунд және қалпына келтіру уақыты: 10 секунд. Ұзақ қызмет ету мерзімі және сенсорлардың тұрақтылығы, 30 күнде 2% - дан аз деградация. Стандартты магнетрондық жабдықтар мен қол жетімді материалдарды пайдалану арқылы өндіріс шығындары төмен.

Level of implementation (in Russian) : Степень внедрения: Лабораторные испытания: Сенсоры успешно протестированы в лабораторных условиях на определение NO и других газов при различных концентрациях. Прототипирование: Разработаны и испытаны рабочие прототипы на основе Arduino для мониторинга качества воздуха. Промышленное применение: Сенсоры готовы к интеграции в системы экологического мониторинга и промышленной безопасности. Международное сотрудничество: Проведены испытания и консультации в партнерских лабораториях, включая университет Гази (Турция).

Level of implementation (in Kazakh) : Енгізу дәрежесі: Зертханалық сынақтар: сенсорлар зертханалық жағдайда әртүрлі концентрациядағы NO және басқа газдарды анықтау үшін сәтті сыналды. Прототиптеу: ауа сапасын бақылау үшін Arduino негізіндегі жұмыс прототиптері әзірленді және сыналды. Өнеркәсіптік қолдану: датчиктер экологиялық бақылау және өнеркәсіптік қауіпсіздік жүйелеріне кіруге дайын. Халықаралық ынтымақтастық: серіктес зертханаларда, соның ішінде Гази университетінде (Түркия) сынақтар мен кеңестер өткізілді.

Efficiency (in Russian) : Эффективность: Высокая чувствительность: Обнаружение NO на уровне 1 ppb с точным откликом. Быстрое время отклика: 17 секунд на ответ и 10 секунд на восстановление. Стабильность: Менее 2% деградации характеристик за 30 дней. Экономичность: Низкие затраты на производство благодаря использованию стандартных методов распыления. Универсальность: Возможность применения в экологическом мониторинге и промышленной безопасности.

Efficiency (in Kazakh) : Тиімділік: Жоғары сезімталдық: дәл жауаппен 1 ppb деңгейінде NO анықтау. Жылдам жауап беру уақыты: жауап беру үшін 17 секунд және қалпына келтіру үшін 10 секунд. Тұрақтылық: 30 күн ішінде сипаттамалардың деградациясының 2% - дан азы. Үнемділік: стандартты бүрку әдістерін қолдану арқылы өндірістің төмен құны. Әмбебаптығы: экологиялық мониторингте және өнеркәсіптік қауіпсіздікте қолдану мүмкіндігі.

Field of application (in Russian) : Область применения: Экологический мониторинг: Контроль качества воздуха и обнаружение токсичных газов (например, NO) в городских и промышленных зонах. Промышленная безопасность: Обнаружение утечек вредных газов на производственных объектах. Сельское хозяйство: Мониторинг газовой среды для предотвращения порчи продуктов на складах. Медицина: Применение в портативных устройствах для анализа дыхания и диагностики.

Field of application (in Kazakh) : Қолдану саласы: Экологиялық мониторинг: қалалық және өндірістік аймақтардағы ауа сапасын бақылау және улы газдарды анықтау (мысалы, NO). Өнеркәсіптік қауіпсіздік: өндірістік нысандарда зиянды газдардың ағып кетуін анықтау. Ауыл шаруашылығы: қоймалардағы өнімдердің бұзылуын болдырмау үшін газ ортасын бақылау. Медицина: тыныс алуды талдау және диагностика үшін портативті құрылғыларда қолдану.