ООО «Оптосенс»

Датчики взрывоопасных газов

Действующий завод

Акционеры портфельной компании 
АО «РОСНАНО», ОАО «РЭКС», ООО «ИКО», ООО «ЭМИ»

Технологическое направление 
Наноэлектроника и фотоника

Место размещения производства 
Санкт-Петербург
110 рабочих мест

Год начала инвестирования:  2010

Общий бюджет проекта
0,50  млрд рублей
Доля РОСНАНО
0,21  млрд рублей

Производство уникальных датчиков для систем промышленной безопасности, позволяющих определить концентрацию углеводородов даже в малых дозах и при сверхнизком энергопотреблении

РОСНАНО объявляет о начале открытой процедуры конкурентной продажи по поиску покупателя своей доли в портфельной компании «Оптосенс».

Уникальность проекта заключается в использовании полупроводниковых, поликристаллических наноразмерных слоев при серийном производстве источников излучения и фотогальванических приемников — ключевых элементов датчика. Продукт проекта — инфракрасно-оптический датчик — отличается высокой скоростью реакции (от 5,5 с при времени реакции конкурентов от 10 с), долговечностью (срок службы — семь лет при сроке службы конкурентов до пяти лет), устойчивостью в работе при высокой влажности и отсутствии кислорода, неотравляемостью, низким энергопотреблением (от 7 мВт при средней потребляемой датчиками-конкурентами мощности более 200 мВт), что обеспечивает его востребованность в России и на мировом рынке.

Производство датчиков нового поколения позволит снять ряд проблем, типичных для сегодняшних аналогов: невозможность работы датчиков при высокой влажности, их низкое быстродействие, невозможность обеспечения бесперебойной работы приборов по причине периодической разрядки элементов питания вследствие высокого энергопотребления.

В декабре 2011 года компания запустила в Санкт-Петербурге новую производственную линию по выпуску оптических компонентов — ключевых элементов датчиков взрывоопасных газов. Линия позволит увеличить мощность производства до 120 тыс. датчиков в год. Продукция компании экспортируется в США и страны Европы и прошла международную сертификацию ATEX и IECEx.

Сфера применения

  • Нефтегазовая промышленность
  • Добыча угля
  • Химическая промышленность
  • Электроэнергетика
  • Предприятия ЖКХ
  • Телекоммуникации

Основные потребители

  • Производители газоаналитических приборов для промышленной безопасности

Конкурентные преимущества

  • Низкое энергопотребление
  • Высокое быстродействие
  • Широкий температурный диапазон
  • Длительный срок службы
  • Независимость результатов от влажности и концентрации O2

Инфракрасный оптический датчик взрывоопасных газов — сенсорное устройство, определяющее концентрацию газа методом анализа избирательного поглощения инфракрасного излучения определенных длин волн.

Выдающиеся характеристики датчика получены благодаря использованию полупроводниковых поликристаллических наноразмерных слоев при серийном производстве ключевых элементов датчика — источников излучения и фотогальванических приемников.

Технология изготовления наноструктурированных поликристаллических слоев на основе полупроводниковых материалов группы А4В6 и твердых растворов А4В6 — А2В6 включает три основных этапа:

  1. подготовка подложки — создание на поверхности подложки наноразмерной текстурированной матрицы неоднородностей, которая в дальнейшем определяет как фотоэлектрические свойства пленки, так и ее стабильность. (рис. 1);
  2. напыление полупроводникового материала методом термического испарения из заранее синтезированной шихты;
  3. термическую обработку полупроводниковых слоев в атмосфере кислорода воздуха, для придания ей фоточувствительных и фотолюминесцентных свойств. В ходе термической обработки слои приобретают выраженную перколяционную структуру, которая обеспечивает наилучшие фотоэлектрические свойства слоев, а на поверхности полупроводникового слоя образуется стеклоподобная окисная фаза, которая обладает стабилизирующим действием на параметры слоя.

Поверхность подложки с нанесенной матрицей наноразмерных неоднородностей

Рис. 1. Поверхность подложки с нанесенной матрицей наноразмерных неоднородностей

Левая область со снятым поверхностным окисным слоем. Правая область не подвергнута селективному травлению

Рис. 2. Левая область со снятым поверхностным окисным слоем. Правая область не подвергнута селективному травлению (сквозь вуаль стеклообразной фазы видны отдельные кристаллиты, х10 000)

Фотолюминесцентные излучатели изготовляются на основе многослойных структур, разделенных наноразмерными прослойками специально сформированного окисла. Данная технология позволяет создать полупроводниковые источники инфракрасного излучения, спектральная характеристика и фотоэлектрические параметры которых оптимально подходят для создания оптического сенсора взрывоопасных газов. Кроме того, фотолюминесцентные излучатели, производимые компанией «Оптосенс», обладают гораздо большей надежностью и долговременной стабильностью по сравнению с изделиями компаний-конкурентов, работающих в том же спектральном диапазоне (2-5 мкм).

Фотогальванические приемники представляют собой МДП-структуру и изготовляются по планарной технологии. При этом диэлектрическая прослойка на поверхности полупроводниковой структуры формируется как за счет собственного окисла, так и за счет создания методом магнетронного распыления на поверхности полупроводниковой пленки туннельно-прозрачного слоя окисла металла.

Изготовленные по указанной технологии фотоприемники обладают уникальным сочетанием фотоэлектрических характеристик, а именно высокой чувствительностью и быстродействием, повышенными характеристиками надежности по сравнению с ближайшими аналогами, невысокими стоимостными показателями.