固体电解质CO_2传感器的研究与进展

采用溶胶-凝胶法制备NASICON粉体材料,并利用XRD和IR对制得的材料进行表征。以NASICON粉体材料为基体,Li2CO3-BaCO3复合盐为敏感电极制作管式CO2气体传感器,并对其灵敏度、选择性和耐水性进行测量。在敏感电极中掺入质量分数为10%的SiO2,不仅明显改善器件的耐水性,而且使器件的初始稳定时间从30min减小到5min。     

固体电解质CO2传感器的研究与进展

采用溶胶-凝胶法制备NASICON粉体材料，并利用XRD和IR对制得的材料进行表征。以NASICON粉体材料为基体，Li2CO3-BaCO3复合盐为敏感电极制作管式CO2气体传感器，并对其灵敏度、选择性和耐水性进行测量。在敏感电极中掺入质量分数为10%的SiO2，不仅明显改善器件的耐水性，而且使器件的初始稳定时间从30min减小到5min。     

低功耗微型CO_2传感器的研制

制作了一种新型微型结构CO2传感器,该传感器采用Al2O3陶瓷片作为衬底,sol-gel法制备的固体电解质NASICON(sodiumsuperionicconductor)材料为离子导电层,复合碳酸盐Li2CO3-BaCO3(摩尔比为1:1.5)为敏感电极。该传感器在CO2浓度为(500~5000)×10–6体积分数范围内表现出良好的敏感特性,灵敏度达到67.3mV/decade(毫伏/10×10–6体积分数),并且功耗由原来的1.08W降到0.72W。微型元件的响应恢复时间分别为20s和58s。     

固体电解质双功能气体传感器的研制

以sol-gel法合成的NASICON为基体导电层材料,以掺杂C的Cr2O3和ZnO-TiO2分别作为对氨和甲苯敏感的电极材料,制备了一种能同时检测氨和甲苯的新型管式结构固体电解质双功能气体传感器。当工作温度为250~400℃时,传感器对浓度为(50~500)×10–6的氨和(5~50)×10–6的甲苯具有较好的气敏性能,其电动势E值与氨和甲苯浓度的对数呈线性关系,在350℃时,对氨和甲苯的灵敏度分别为–91mV/decade和–60mV/decade。并有较快的响应恢复时间和较好的选择性。     

新型固体电解质SO_2传感器的研制

以sol-gel法制备的NASICON(Na3Zr2Si2PO12)为基体材料,掺杂了V2O5的TiO2为辅助电极材料,制备了一种管式结构的固体电解质SO2传感器。当工作温度为300℃时,以V2O5与(V2O5+TiO2)的质量比为5%的材料为辅助电极材料时,传感器对体积分数为(1~50)×10–6的SO2表现出了较好的气敏性能,传感器的电动势E值与SO2浓度的对数呈很好的线性关系,传感器的灵敏度为78mV/decade。同时,传感器对50×10–6的SO2的响应恢复时间分别为10s和35s,且有较好的选择性。     

Cr_2O_3-LSFNiO双敏感电极NO_x传感器响应特性研究

以Cr2O3和(La0.8Sr0.2)2FeNiO6-δ(LsFNiO)为敏感电极材料,经1 200℃烧结制备出了一种具有双敏感电极结构的NOx传感器,并对其气体敏感性进行了测试,最后根据实验结果得出了两敏感电极的电势关于NOx浓度的经验公式。结果表明,两敏感电极的电势均随着NO浓度的增大而减小,NO2浓度的增大而增大。Cr2O3和LsFNiO电极对NO的敏感性分别为–12.198 mV/decade和–16.477 mV/decade,对NO2的敏感性分别为37.083 mV/decade和14.005 mV/decade。两敏感电极的电势与NOx气体浓度的对数呈较好的线性关系。     

Bphen掺杂Cs_2CO_3作为电子传输层对OLED器件性能的影响

为改善OLED器件的载子注入平衡,本文在其结构ITO/MoO3/NPB/Alq3/Cs2CO3/Al中,分别引入高电子迁移率材料Bphen及Bphen∶Cs2CO3作为电子传输层。通过改变Bphen的厚度以及Bphen中Cs2CO3的体积掺杂浓度,研究其对器件发光亮度、电流密度和效率等性能的影响。实验结果表明,采用Bphen或者Bphen∶Cs2CO3作为电子传输层,均能提高器件的电子注入能力,改善器件的性能。相比于未引入Bphen的器件,采用25nm的Bphen作为电子传输层,改善了器件的电子注入,使器件的最大电流效率提高112%;采用体积掺杂浓度为15%,厚度为5nm的Bphen∶Cs2CO3作为电子传输层,减小了电子注入势垒,使器件的最大电流效率提高27%,并且掺杂层厚度的改变对器件的电子注入影响很小。该方法可用于OLED器件的阴极修饰,对器件性能的提升将起到一定的促进作用。     

微测辐射热计器件工艺开发和特性评估

依托半导体生产线开发了基于MEMS微桥结构的微测辐射热计(micro-bolometer)器件,其中,使用化学气相沉积(CVD)技术开发了非晶硅(α-Si)薄膜工艺,并将其用作微测辐射热计器件的敏感层材料,该材料在1 000?厚度下的膜厚均匀性可以控制在2%以内(1-sigma,within wafer),电阻均匀性可以控制在2%以内(1-sigma,within wafer),其室温下的电阻温度系数(TCR)可以达到-2.5%左右;采用先刻沟槽工艺技术开发了MEMS微桥结构的接触模块,以无支撑柱结构实现了其支撑和电连接结构;使用Ti/TiN薄金属薄膜作为电极层,并利用电极层图形实现该敏感层电阻器件的电连接和图形定义;开发了高性能敏感层电阻工艺技术,实现了对敏感层材料工艺损失和电极层侧面腐蚀的良好工艺控制。在完成微测辐射热计器件工艺开发后,对其进行了器件级测试和评估,结果表明：该器件室温电阻值在250 kΩ左右,且具有优异的欧姆接触特性;室温下器件级TCR在-2%左右,略低于非晶硅薄膜材料TCR的测试值;同时,对该器件进行的升温和降温测试结果表明,文中开发的敏感层材料没有滞回效应。最后...     

利用Cs2CO3和Cs2CO3:BPhen改善OLED的光电性能

碳酸铯(Cs2CO3)是优秀的电子注入材料,本文通过器件ITO/MoO3(3nm)/NPB(40nm)/C545T:Alq3(99∶1,30nm)/Alq3(30nm)/Cs2CO3(xnm)/Al(100nm)优化了Cs2CO3作为电子注入层(EIL)的厚度。Cs2CO3作为EIL,提高了器件的电子注入能力,使更多的电子得以与空穴在发光层复合发光。实验结果表明,Cs2CO3作为EIL的优化厚度为1.5nm时,对应器件的效率是不含Cs2CO3的3倍以上。在Cs2CO3作为EIL的基础上,研究器件结构为ITO/NPB(40nm)/Alq3(45nm)/Cs2CO3:Bphen(0%,5%,10%,15nm)/Cs2CO3(1.5nm)/Al(100nm)时不同浓度的Cs2CO3掺杂电子传输层Bphen(Cs2CO3:Bphen)对器件性能的影响。结果表明,Cs2CO3掺杂浓度较低时(5%)能进一步改善器件的电子传输和注入能力,进而提高器件的发光效率;而掺杂浓度较高时(10%),由于Cs扩散严重,形成淬灭中心,使得发光效率衰减严重。     

Cr_2O_3掺杂TiO_2纳米粉体的制备及气敏性能研究

以钛酸四丁酯、硝酸铬为原料,采用sol-gel法制备了w(Cr2O3)为0~30%的Cr2O3-TiO2纳米粉体。利用XRD、TEM等测试手段分析了粉体的微观结构,采用静态配气法测试了由所制粉体制成的气敏元件对乙醇、CO、NO2等气体的气敏性能。结果表明:用该法得到的粉体材料颗粒粒径小,且均匀;工作电压为4.0 V时,由w(Cr2O3)为20%的粉体在800℃烧结制得的气敏元件对体积分数为30×10–6的乙醇的灵敏度最高可达282,且具有较好的响应–恢复特性,响应时间和恢复时间分别是10 s和24 s。     

2μm激光探测器的设计和制备

通过分析2μm波长的差分吸收雷达(DIAL)用于测量大气气象参数和CO2分布等测量对激光探测器的技术要求,介绍了相应的2μm波长光电二极管探测器的技术指标.根据该指标进行了器件的材料、材料结构和器件结构设计.其外延材料采用了In1-xGaxAaxAsyP1-y系列结构.为了减小暗电流和噪声,器件结构借用InGaAs雪崩管的分离吸收区和倍增区结构,把PN结放在具有宽带隙的InAs1-yPy中,光吸收在窄带隙的In1-xGaxAs中.最后,简略介绍了该器件的制备工艺和技术.     

集成Ti/TiO2敏感电极和液接式Ag/AgCl参比电极的pH微纳传感器

常见的pH传感器大多采用电位法进行检测,基于电位法进行检测的传感器由敏感电极和参比电极组成.在尺寸仅为5 mm×5 mm的传感器芯片上制备了钛电极、银电极和铂电阻丝.采用电化学氧化的方法对钛电极进行阳极氧化制成Ti/TiO2敏感电极.采用电化学氯化的方法对银电极进行阳极氯化,再将饱和KC1溶液(3 mol/L)注入参比...     

实现高功率CO2激光输出的各种预电离技术

介绍实现CO2激光输出的各种预电离手段，着重介绍PIE CO2激光器。在PIE CW CO2激光器基础上，采用burst-mode技术，实现高峰 平均功率的连续和脉冲CO2激光输出。这种器件电极结构简单、经济实惠、调节方便。     

大功率射频板条CO_2激光器电极波导介质膜研究

针对高功率射频板条CO2激光器铜电极表面放电氧化、受射频放电的电子溅射,致使电极表面不光滑,辉光放电不均匀,光波导损耗严重等问题。利用Al2O3波导介质膜具有的反常色散效应、耐高温能力强的特点,采用磁控溅射镀膜技术对激光器电极表面先镀Al,而后阳极氧化获得Al2O3波导介质膜。分析了磁控溅射工艺对膜层结构的影响,测量了镀膜电极对CO2激光的反射率,并进行了放电实验检测。结果表明,溅射功率为250 W时可得到致密的镀膜层结构;厚度6μm的Al2O3薄膜,对波长10.6μm的CO2激光波导反射率最高达75%;电极镀膜后激光器输出功率在占空比为30%时为700 W,占空比为60%时达到了1300 W。     

氧化铍陶瓷波导CO2激光器

波导CO2激光器,发射波长10.6μm,处于大气窗口。因器件具有小巧紧凑,工作气压高和光斑小等特点,广泛受到重视,发展迅速。器件的放电管具有光波导的作用,对波导壁材料有选择性。材料的折射率在v2.02时,EHⅡ模衰减常数最小,√3 时EHⅡ模有最小的衰减常数。CO2激光器,由于是在较低的分子振动能级间的跃迁,激光输出功率对放电气体温度很敏感,所以对波导壁材料的热导率也应有选择。因此作波导CO2激光器,选择波导壁材料时,必须考虑材料的折射率和热导率。现将几种材料的热导率和折射率列于表1。     

真空微电子器件的物理考虑

本文阐述在真空三极管尺寸减小到目前固体微电子器件常用的微米与亚微米量级时应考虑的物理问题。对于超高速器件来说,已证实在0.5μm 电极间距问的真空渡越时间为最好的固体材料中的2/3～1/15。与固体器件相比,真空器件对辐射损伤更不敏感,但能在更高温度环境下工作。     

SiO2钝化膜对i-GaN肖特基探测器性能的影响

在采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）生长的非故意掺杂的i-GaN材料上制备了平面结构肖特基探测器;利用磁控溅射在探测器的两个电极隔离区域生长SiO2钝化膜;并对这些器件的性能进行了表征。通过与没有SiO2钝化膜的肖特基探测器性能比较,结果表明：SiO2钝化膜能显著地降低器件的反向漏电流,同时并不影响器件的正向开启电压;在光波长范围为300～365nm,探测器的响应率显著地提高。产生这些变化可能是SiO2钝化膜减少了肖特基探测器电极隔离区域表面缺陷的缘故。     

室温下ZnPc/MWCNTs敏感膜检测NO2

提出了一种以酞菁锌(ZnPc)掺杂多壁碳纳米管(MWCNTs)作为声表面波(SAW)传感器的敏感材料用于室温下检测二氧化氮(NO2).通过超声振荡等方法将研磨的MWCNTs和ZnPc分散于N,N-二甲基中,然后运用微量移液器滴涂到SAW器件的敏感区.我们对ZnPc/MWCNTs薄膜用扫描式电子显微镜(SEM)进行了表面形态表征.实验结果表明,基于MWCNTs的ZnPc SAW器件能在常温下检测最低浓度为10-6的NO2.在3个月内对器件的灵敏度、稳定性、选择性也进行了评估.     

CO激光器电极材料的研究

本文研究了几种金属材料:铝、磷铜、无氧铜、银铜、不锈钢、镍和钽做为CO激光器电极对激光气体稳定性的影响.通过对放电后电极表面附着物的分析,得到了电极表面变化的信息,并可以以此为依据来选择合适的电极材料.我们发现钽是一种较好的CO激光器电极材料.     

Ni~(2+)掺杂In_2O_3纳米粉体的制备及其气敏性能研究

以InCl3.4H2O、Ni(NO3)2.6H2O和柠檬酸为原料,通过sol-gel法制备了Ni2+掺杂的In2O3纳米粉体,并通过XRD、TEM对产物进行了结构、形貌的测量和表征。结果表明:前驱体经650℃热处理后,得到粒径约为30 nm的粉体。将产物制作成气敏元件,采用静态配气法测试其气敏性能,发现在工作电压为4.5 V时对体积分数为50×10–6的乙醇的灵敏度达到117,响应时间达9 s,而且对其它气体有较好的抗干扰性,有望开发成为对乙醇检测的敏感材料。