基于半导体纳米薄膜的酒精气敏传感器构建及性能研究

来源 :天津理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:fashenqq
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着人们生活水平的提高,汽车行业也得到了快速的发展,但随之也带来了一定的危害,比如交通事故发生的概率越来越大,根据世界卫生组织调查显示,50%到60%的交通事故是由于酒驾而造成的,严重威胁我们的人身安全,因此酒精检测引起了广泛的关注。基于纳米结构的气敏传感器具有比表面积大、表面活性高、表面气体通道多、易于集成等诸多优势,因此备受研究人员青睐。其中,二氧化钛纳米薄膜不仅继承了这些优点,还具有灵敏度高、工作温度低、响应迅速、易于制备等独特的优点,因此本文选择二氧化钛纳米薄膜作为酒精气敏传感器的敏感材料。为了进一步改进器件的传感特性,本文设计了叠层复合结构,制备了二氧化锡和二氧化钛的叠层纳米薄膜,提高了器件的灵敏度;另外,对衬底进行处理,利用双槽电化学腐蚀的方法,制备出了多孔硅衬底,提高了气敏元件的比表面积,改善了传感特性。具体的研究内容如下:(1)利用电子束蒸发的方法在衬底上生长Ti叉指电极,然后利用多功能磁控溅射设备沉积TiO2纳米薄膜。并研究了生长过程中各个工艺条件对薄膜特性和器件传感性能的影响,得到最佳的沉积工艺条件为:氧氩比2.5:57.5,功率120W,压强0.8Pa,靶基距7cm,衬底温度450℃。(2)利用磁控溅射方法制备了TiO2和SnO2纳米薄膜的叠层结构,由于两者具有相似的晶格结构,在高温条件下,可以取代彼此颗粒内部的离子,因此使气敏元件表面活性增强,电荷转移增大,从而显著提高了器件的灵敏度。(3)将清洗干净的P型硅片进行双槽电化学腐蚀,腐蚀溶液为体积比为2:1的N,N-二甲基甲酰胺和氢氟酸的混合溶液,当电流为64m A时,制备出了平均孔径约为400nm的多孔硅,以多孔硅为衬底进行TiO2纳米薄膜沉积,制备出的传感器件灵敏度为石英衬底传感器的2倍,响应/恢复时间在10s内。
其他文献
随着集成光子学的发展,对集成光子器件的尺寸、制作成本、性能等要求越来越高。微纳光纤具备将光子束缚在极小空间内的能力,并且具有传输损耗低、表面倏逝波传输比例大、高表面
全固态绿光激光器具有效率高、激光输出光束质量好、运转可靠、体积小以及寿命长等优点,在当今军用和民用方面得到了越来越广泛的应用。而KTP晶体是常用的倍频晶体之一,具有非
光交叉连接(OXC)和光上下路复用(OADM)模块是构成全光网的核心器件,而光开关则是这两种模块的基本构成单元,在全光网(AON)中起着不可替代的作用。由于全光网对信息传递、处理速率的要
为提高离心铸造企业的能源管理水平和能源利用效率,对高温合金离心铸造生产过程进行能源管理系统的设计研究.通过分析高温合金离心铸造生产过程的能耗特点,提出数据采集、数
太赫兹波处于毫米波和红外线之间,是电磁波谱中的最后一个空频段,具有非常重要的学术和应用价值。太赫兹波在自由空间中传播的损耗非常大,同时波的传播方向不易控制,目前已经对金
表面等离子体共振技术是一项简单直接的传感技术,可以通过测量金属表面附近介质折射率的变化,来研究物质的性质。表面等离子体共振传感技术近年来在实现方式、仪器开发和应用
非晶硅薄膜在近红外波段具有低吸收率、高热光系数、制作成本低且易于集成等优点,使其能够在半导体领域的光电器件中广泛应用。在基于非晶硅热光效应设计的器件中,材料的热光系数是影响其光学性能的关键因素。表征热光系数的禁带宽度、极化率等参数会因为材料微结构的变化而发生改变。而薄膜中氢含量及氢的键合方式是影响薄膜的微结构的主要因素。因此本文从仿真和工艺两方面研究了薄膜中氢含量的变化对热光效应的影响。首先,通过
随着社会生活水平的提高,各式各样产品的生产标准越来越高,视觉测量技术作为一种广泛应用于实际生产生活中的重要检测方法,具有非接触、高精度、速度快和柔性好等突出特点,其
聚噻吩是导电聚合物中较早发现的具有环境稳定性和可加工性的材料之一,因其在导电体、非线性光学器件、发光二极管、传感器、太阳能电池等现代光电子、微电子领域里具有广泛
掺铒铌酸锂晶体(Er:LiNbO3,Er:LN)具有优秀的电光性、声光性、和非线性光学等性质,而且有Er离子所具有的光学特性,是适于制备有源光波导器件的基底材料。但是用常规方法制备