danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"dan-76Research ArticleФИЗИКАPHYSICSСЕНСОРЫ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ НАНОСТРУКТУР ОКСИДА ЦИНКА НА ПОДЛОЖКАХ НИОБАТА ЛИТИЯUV SENSORS BASED ON ZINC OXIDE CRYSTALLINE NANOSTRUCTURES ON THE LITHIUM NIOBATE SUBSTRATEПАШКЕВИЧГ. А.PASHKEVICHG. A.РОПОТП. И.ROPOTP. I.p.ropot@dragon.bas-net.byУЛЬЯНОВАВ. А.ULIANOVAV. A.ЗАЗЕРИНА. И.ZAZERINA. I.НИИ прикладной электроники Национального технического университета Украины «Киевский политехнический институт»UkraineИнститут физики им. Б. И. Степанова НАН Беларуси, МинскBelarus2015310520165923439Copyright © ПАШКЕВИЧ Г.А., РОПОТ П.И., УЛЬЯНОВА В.А., ЗАЗЕРИН А.И., 20162016ПАШКЕВИЧ Г.А., РОПОТ П.И., УЛЬЯНОВА В.А., ЗАЗЕРИН А.И.PASHKEVICH G.A., ROPOT P.I., ULIANOVA V.A., ZAZERIN A.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.belnauka.by/jour/article/view/76

Разработана оригинальная конструкция сенсора для ультрафиолетового (УФ) излучения на основе монокристаллических наноструктур оксида цинка на подложках ниобата лития с использованием ПАВ резонатора с аподизованным штыревым преобразователем и реверсивным многополосковым ответвителем. В качестве чувствительного к УФ излучению слоя были предложены выращенные гидротермальным методом структуры на основе наностержней ZnO и ZnO:Al. Установлено, что структуры обоих типов обладают высокой селективностью в УФ области спектра. Показано, что сдвиг частоты для сенсора, модифицированного наностержнями ZnO, составляет около 140 кГц, а для сенсора, модифицированного наностержнями ZnO с легированием алюминием, – около 110 кГц при интенсивности УФ излучения 46 мкВт/см2. Изготовленные сенсоры УФ излучения на ПАВ продемонстрировали хорошую технологическую воспроизводимость, высокую механическую стойкость и полное восстановление частотных параметров резонатора. Рассчитана величина, характеризующая квадрат коэффициента электромеханической связи ниобата лития 128°YX-среза, модифицированного структурой наностержней ZnO, в процессе облучения ультрафиолетовым излучением.

The original construction is developed of a sensor for ultraviolet (UV) radiation on the basis of mono-crystalline nanostructures of zinc oxide on lithium niobate substrates using a SAW resonator with an apodized pin transformer and a reverse multistrip coupler. As a layer sensitive to UV radiation the hydrothermally grown structures based on ZnO and ZnO: Al nanorods have been proposed. It is established that the both types possess high selectivity in the UV spectral region. It is shown that the frequency shift for a sensor modified with ZNO nanorods amounts to approximately 140 kHz, and for a sensor modified with ZNO nanorods with alloyed aluminum – approximately 110 kHz at an intensity of UV radiation of 46 mkW/ cm2. The manufactured UV radiation sensors based on SAW have demonstrated good technological reproducibility, high mechanical stability, and full recovery of frequency parameters of the resonator. The value is calculated, which characterizes the square of the coefficient of electromechanical connection of lithium niobate 128 of YX-cut modified by the structure of ZnO nanorods in the process of ultraviolet radiation treatment.

ReferencesMunoz E. et al. // J. Phys.: Condens. Matter. 2001. Vol. 13. P. 7115–7121.Munoz E. et al. // J. Phys.: Condens. Matter. 2001. Vol. 13. P. 7115–7121.Bai S. et al. // Adv. Funct. Mater. 2011. Vol. 21, N 23. P. 4464–4469.Bai S. et al. // Adv. Funct. Mater. 2011. Vol. 21, N 23. P. 4464–4469.Mamat M. H. et al. // Sensors and Actuators B: Chemical. 2014. Vol. 195. P. 609–622.Mamat M. H. et al. // Sensors and Actuators B: Chemical. 2014. Vol. 195. P. 609–622.Jo M., Lee K. J., Yang S. S. // Sensors and Actuators A: Physical. 2014. Vol. 210. P. 59–66.Jo M., Lee K. J., Yang S. S. // Sensors and Actuators A: Physical. 2014. Vol. 210. P. 59–66.Peng W. et al. // Sensors and Actuators A: Physical. 2012. Vol. 184. P. 34–40.Peng W. et al. // Sensors and Actuators A: Physical. 2012. Vol. 184. P. 34–40.Пашкевич Г. А. и др. // Научные проблемы современной физики: тезисы докладов Респуб. науч. конф., посвящ. 90-летию со дня рождения акад. Н. А. Борисевича. Минск, 2013. С. 152–155.Пашкевич Г. А. и др. // Научные проблемы современной физики: тезисы докладов Респуб. науч. конф., посвящ. 90-летию со дня рождения акад. Н. А. Борисевича. Минск, 2013. С. 152–155.Pashkevich G. et al. // 34th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO). IEEE. 2014. P. 51–53.Pashkevich G. et al. // 34th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO). IEEE. 2014. P. 51–53.Пашкевич Г. А. и др. // Весці НАН Беларусі. Сер. фіз.-мат. навук. 2014. № 3. C. 117–122.Пашкевич Г. А. и др. // Весці НАН Беларусі. Сер. фіз.-мат. навук. 2014. № 3. C. 117–122.Речицкий В. И. Радиокомпоненты на поверхностных акустических волнах. М., 1984.Речицкий В. И. Радиокомпоненты на поверхностных акустических волнах. М., 1984.Ricco A. J. et al. // Sensors and Actuators. 1985. Vol. 8. P. 319–333.Ricco A. J. et al. // Sensors and Actuators. 1985. Vol. 8. P. 319–333.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.