Запропоновано та використано оптимізований за апаратною складністю метод вимірювання позитронних анігіляційних спектрів для дослідження вологочутливої кераміки MgО-Al2O3 з розвиненою нанопоруватістю. Показано, що в разі розкладу спектрів на чотири компоненти вдається оцінити розміри нанопор за моделлю Тао-Ельдрупа та вивчити процеси, які відбуваються в них. Встановлено, що частка нанопор радіусом ~1,5 нм на порядок перевищує частку пор з радіусом ~ 0,3 нм, в яких також відбувається анігіляція ортопозитронію у адсорбованій воді.
1. Farahani Р., Rahman W., Hamidon M. N. Humidity sensors principle, mechanism, and fabrication technologies: a comprehensive review // Sensors. – 2014. – Vol. 14, No. 5. – P. 7881–7939.
2. Nitta T., Hayakawa S. Ceramic humidity sensors // IEEE Trans. Components Hybrids Manuf. Technol. – 1980. – Vol. 3. – P. 237–243.
3. Shpotyuk O., Filipecki J., Klym H., Ingram A. Combined XRD, xps and pals characterization of humidity-sensitive MgAl2O4 ceramics // Visnyk Lviv Univ.: Ser. Physic. – 2009. – No. 43. – P. 199–208.
4. Klym H., Ingram A., Shpotyuk O., Filipecki J., Hadzaman I. Extended positrontrapping defects in insulating MgAl2O4 spinel-type ceramics // Physica Status Solidi (c). – 2007. – Vol. 4, No. 3. – P. 715–718.
5. Gusmano G., Montesperelli G., Traversa E., Mattogno G. Microstructure and electrical properties of MgAl2O4 thin films for humidity sensing // J. Am. Ceram. Soc. – 1993. – Vol. 76. – P. 743–750.
6. Seiyama T., Yamazoe N., Arai H. Ceramic humidity sensors // Sensors and Actuators. – 1983. – Vol. 4. – Р. 85–96.
7. Weaver P.M., Cain M.G., Stewart M., Anson A., Franks J., Lipscomb I.P., McBride J.P., Zheng D., Swingler J. The effects of porosity, electrode and barrier materials on the conductivity of piezoelectric ceramics in high humidity and dc electric field // Smart Materials and Structures. – 2012. – Vol. 21. –P. 045012–9.
8. Armatas G.S., Salmas C. E., Louloudi M. G., Androutsopoulos P., Pomonis P. J. Relationships among pore size, connectivity, dimensionality of capillary condensation, and pore structure tortuosity of functionalized mesoporous silica // Langmuir. – 2003. – Vol. 19. – P. 3128–3136.
9. Kashi M. A., Ramazani A., Abbasian H., Khayyatian A. Capacitive humidity sensors based on large diameter porous alumina prepared by high current anodization // Sensors and Actuators A. – 2012. – Vol. 174. – P. 69–74.
10. Klym H., Ingram A., Hadzaman I., Shpotyuk O. Evolution of porous structure and free-volume entities in magnesium aluminate spinel ceramics // Ceramics International. – 2014. – Vol. 40. – P. 8561–8567.
11. Klym H., Hadzaman I., Shpotyuk O. Influence of sintering temperature on pore structure and electrical properties of technologically modified MgO-Al2O3 ceramics // Materials Science- Medziagotyra. – 2015. –Vol. 21, No. 1. – P. 92–95.
12. Asami K., Mitani S., Fujimori H., Ohnuma S., Masumoto T. Characterization of Co-Al-O magnetic thin films by combined use of XPS, XRD and EPMA // Surface and Interface Anal. – 1999. – Vol. 28, No. 1. – P. 250– 253.
13. Asami K., Ohnuma T. XPS and x-ray diffraction characterization of thin Co-Al-N alloy films prepared by reactive sputtering deposition // Surface and Interface Anal. – 1998. – Vol. 26, No. 9. – P. 659–666.
14. Barrett E. P., Joyner P. H., Halenda P. P. The determination of pore volume and area distributions in porous substances // J. Am. Chem. Soc. – 1951. – Vol. 73. – P. 373.
15. Davies P., Randle V. Grain boundary engineering and the role of the interfacial plane // Materials Science and Technology. – 2001. – Vol. 17. – P. 615–626.
16. Krause-Rehberg R, Leipner HS: Positron annihilation in semiconductors. Defect studies: Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg-New York, 1999.
17. Klym H. Nanoporous study of humiditysensitive MgAl2O4 ceramics with positron annihilation lifetime spectroscopy // Semiconductor Physics, Quantum Electronics and Optoelectronics. – 2011. – Vol. 14, No 1. – P. 109–113.
18. Tao S. J. Positronium annihilation in molecular substance // Journal of Chemical Physics. – 1972. – Vol. 56, No. 11. – P. 5499–5510.
19. Eldrup M., Lightbody D., Sherwood J. N. The temperature dependence of positron lifetimes in solid pivalic acid // Chemical Physics. – 1981. – Vol. 63. – P. 51–58.
20. Klym H., Ingram A., Shpotyuk O., Hadzaman I., Solntsev V. Watervapor sorption processes in nanoporous MgO-Al2O3 ceramics: the PAL spectroscopy study // Nanoscale research letters. – 2016. – Vol. 11:133. – P. 1–7.
21. Klym H., Ingram A., Kochan R. Methodological approach and treatment algorithms for PAL data of nanomaterials using computer-based systems // Радіоелектронні і комп’ютерні системи. – 2014. – No. 6(70). – P. 125–129.
22. Klym H., Karbovnyk I., Vasylchyshyn I. Multicomponent positronium lifetime modes to nanoporous study of MgO-Al2O3 ceramics // Proceedings of the XIIIth International Conference “Modern problems of radio engineering, telecommunications, and computer science” TCSET’2016, Lviv-Slavsko, Ukraine, February 23–26, 2016. – P. 406-408.
23. Klym H., Ingram A. Unified model of multichannel positron annihilation in nanoporous magnesium aluminate ceramics // Journal of Physics: Conf. Ser. – 2007. – Vol. 79. – P. 012014–1–6.
24. Kansy J., Positronium trapping in free volume of polymers // Radiation Physics and Chemistry. – 2000. – Vol. 58. – P. 427–431. 25. Goworek T. Comments on the relation: positronium lifetime–free volume size parameters of the Tao–Eldrup model // Chemical Physics Letters. – 2002. – Vol. 366, No. 1. – P. 184–187.