论文部分内容阅读
气敏传感器作为新型敏感元件传感器,今年来有了很大的发展。薄膜型气敏材料以其独特的微观结构和物理、化学性能,优良的表面特性主导了气敏技术的发展方向,对薄膜型气敏材料的掺杂成为当今研究的热点。本文利用直流磁控反应溅射法分别制备了具有较低工作温度(220℃)的ZnO薄膜以及掺杂金属氧化物的ZnO薄膜气敏传感器。ZnO薄膜对丙酮有很好的选择性(能抵抗其他常见有机蒸汽的干扰)和很高的灵敏度。通过XRD技术分析退火对薄膜结构的影响,利用红外光谱技术分析了ZnO丙酮敏感薄膜与丙酮气体反应前后的气体成分。TiO2掺杂的ZnO薄膜对乙醇呈现很高的灵敏度,且灵敏度与掺杂时间有关,并用XRD技术分析了掺杂前后薄膜结构变化。实验发现掺杂可以阻止晶粒长大。用镧的氧化物掺杂的ZnO薄膜对多种有机气体敏感,可作广谱性的传感器。同时溅射制备了ZnO掺杂的SnO2薄膜气敏元件,此元件对丙酮和乙醇都有很高的灵敏度。本文分析了气敏元件的失效性及失效原因,元件失效分为初始电阻值的漂移和灵敏度的漂移,其失效性与多种因素有关,包括气敏材料结构、工作温度和外界环境。