Прибор для определения концентрации водорода

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет рстаенныи ко СССР лам изобрет н открытий,0782 Бюллетень М 28 убликован ования описания 30078 а опубл(71) Заявители ижский медицинский институт политехнический институ Рижский МЯМЛЕ ч ПРЕДЕЛЕНИЧ КОНЦЕНТРАЦИИВОДОРОДА ПРИБОР у камеры, для а обладает неостью приаций водоро Изобретение относится к измерительной технике, применяемой в аналитической химии, и может быть использовано для измерения концентрации водорода в жидких и газообразных средах.Известен прибор для определения концентрации веществ в различных газовых средах, состоящий из полу проводникового датчика, который представляет собой стеклокерамическое тело с двумя платиновыми электродами, один из которых проходит внутри стеклокерамического тела, а второй намотан на него 135Однако данный прибор обладает низкой чувствительностью, так как его рабочая температура составляет 500 оС, что приводит к увеличению концентрации основных носителей заряда и, следовательно, большим токам утечки.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является прибор для определения концентрации водорода, содержащий полупроводниковую пластину с торцовыми электрическими контактами, на плоскости которой последовательно расположены слой диэлектрика и слой палладия,30 встроенный в стенк лизируемого газа 123Однако данный прибор достаточной чувствител измерении малых концен да. Цель изобретения - повышение чувствительности измерений концентраций водорода.Поставленная цель достигается за счет того, что прибор для определения концентрации водорода, содержащий полупроводниковую пластину с торцовыми электрическими контактами, на плоскости которой последовательно расположены слой диэлектрика и слой палладия, встроенный в стенку камеры для анализируемого газа, снабжен магнитом, между полюсами которого размещена полупроводниковая пластина с собственной проводимостью плоскостью по силовым магнитным линиям.На чертеже схематически представлен прибор для определения концентрации водорода.Прибор для измерения концентрации водорода включает полупроводниковую пластину 1 с собственной проводимостью. Одна поверхность пластины 1 химически травлена, а на вторую после947732 15 Формула изобретения травления нанесен слой диэлектрика 2. Диэлектрик 2 покрыт слоем палладия З,который встроен в стенку га.-овой камеры 4, снабженной штуцером для подачи анализируемого газа, На полупроводниковой пластине 1 расположены два торцовых электрических контактах 5 и 6, Полупроводниковая пластина 1 установлена между полюсами магнита 7 плоскостью по силовым магнитным линиям. 10В качестве полупроводниковой пластины 1 может быть взята, например, германиевая пластина, имеющая толщину, сравнимую с диФФузионной длиной носителей заряда, а в качестве одного из материалов для слоя диэлектрика - окись кремния.При наложении электрического и магнитного полей параллельно плоскости полупроводниковой пластины 1 с собственной проводимостью (и-р) возникает сила Лоренца, под дейст-вием которой носители заряда пере- распределяются по толщине пластины, в результате чего изменяется сред няя концентрация носителей заряда в полупроводниковой пластине 1, если скорости поверхностной рекомбинации на противоположных поверхностях плас тины различны. Это различие возникает при наличии водорода в газовой камере 4 благодаря изменению изгиба энергетических зон на границе раздела пластины и слоя диэлектрика 2. Водород, находящийся в камере 4, диссоциирует на поверхности слоя палладия 3 и часть атомов водорода диФФундирует через слоя палладия 3 и адсорбируется на границе раздела слоя палладия 3 и диэлектрика 2, Эти адсорбированные атомы уарличивают 40 дипольный слой на данной границе раздела. Это приводит к изменению изгиба энергетических зон на границе раздела пластины 1 и слоя диэлектрика 2 и, следовательно, к из менению скорости поверхностной рекомбинации носителей заряда на границе раздела пластины 1 и слоя диэлектрика 2. Изменение средней концентрации носителей заряда в пластине 1 приводит к тому, что вольтамперная характеристика прибора становится выпрямляющей с коэфФициентам выпрямления К величина которого пропорциональна концентрации водорода в камере 4. По величине коэФФициента выпрямления К судят о величине концентрации водорода в камере 4.Применение предлагаемого прибора позволяет увеличить диапазон измерений концентрации водорода со стороны малых концентраций. Если известные до этого приборы измеряли концентрацию водорода до 1 частицы на миллион, то данный прибор спосо-. бен измерять концентрации водорода до 0,1 частицы на миллион. Это преимущество делает перспективным использование предлагаемого прибора для решения различных прикладных задач аналитической химии. Прибор для определения концентрации водорода, содержащий полупроводниковую пластину с торцовыми электрическими контактами, на плоскости которой последовательно расположеныслой диэлектрика и слой палладия,встроенный в стенку камеры, для анализируемого газа, о т.л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен магнитом,между полюсами которого размещенаполупроводниковая пластина с собственной проводимостью плоскостью посиловым магнитным линиям.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Англии Р 1424398,кл.С 1 И , опублик. 1972.2, Лундстрем И. и др. МОП-структуры, чувствительные к водороду. -"Пасцап", 1977, т.27, Р 4, с.245247 (прототип). ВНИИПИ Заказ 5622/6 Тираж 887 Подписное илиал ППП "Патент",