Специалисты Томского государственного университета (ТГУ) представили экспериментальные образцы датчиков для автомобильных кислородных сенсоров, применяемых в выхлопных системах. Устройства изготовлены с использованием оксида галлия, обработанного методом высокотемпературного обжига. Как заявляют разработчики, эти элементы обладают повышенной чувствительностью к содержанию кислорода по сравнению с нынешними аналогами и превосходят зарубежные модели по ряду характеристик. Внедрение данной технологии позволит снизить затраты на автокомпоненты.
Группа исследователей из ТГУ разработала инновационные датчики для лямбда-зондов — устройств, контролирующих содержание кислорода в автомобильных выхлопах и регулирующих работу двигателя. По информации разработчиков, новая технология способна заменить импортные аналоги и сделать комплектующие более доступными. Соответствующая информация поступила из пресс-службы университета.
Для эффективного функционирования лямбда-зонды должны сохранять работоспособность при экстремальных температурах (600–900 °C) и демонстрировать высокую реакцию на изменение концентрации кислорода. Эти свойства присущи оксиду галлия, который стал основой для созданных сенсоров.
Научный коллектив изучил различные структурные модификации оксида галлия — полиморфы. Под этим термином понимают соединения с идентичным химическим составом, но различающиеся кристаллическим строением.
В результате исследований были отобраны наиболее эффективные варианты на основе метастабильного полиморфа оксида галлия. Методом термообработки при 1000 °C учёные синтезировали специальное покрытие.
«В процессе обработки образовался слой микрокристаллов с высокой пористостью и улучшенными детекторными свойствами. Подобный материал впервые создан данным способом», — отметил руководитель лаборатории металлооксидных полупроводников ТГУ Алексей Алмаев.
Испытания в условиях, имитирующих работу автомобильной выхлопной системы, подтвердили преимущества разработки. Новый датчик не только точнее определяет уровень кислорода, но и устойчив к температурным колебаниям.
