SnO2纳米晶薄膜栅FET式气敏元件的研制

利用溶胶－凝胶法合成出纳米晶ＳｎＯ２薄膜,该薄膜可以利用化学腐蚀方法光刻腐蚀,因此采用传统硅平面工艺可以制作出纳米晶ＳｎＯ２薄膜栅ＦＥＴ式气敏元件,实现了制备纳米晶材料的溶胶－凝胶工艺与硅平面工艺的兼容。对器件的测试结果表明,纳米晶ＳｎＯ２薄膜栅ＦＥＴ式气敏元件可以在常温下工作,元件的漏电流在乙醇气体中减小,掺杂镧以后,漏电流变化幅度增大。     

纳米晶SnO2气敏薄膜的制备与表征

以Sn(OH)4水合胶体为原料,采用溶胶-凝胶方法在Si片上制备了SnO2纳米晶薄膜,利用差热、热重、X光衍射以及原子力显微镜对薄膜的合成以及特性进行了分析,结果表明:在600°C条件下烧结结晶的纳米晶薄膜表面平整,具有金红石结构,平均粒度在10nm左右.以该薄膜为敏感体采用平面工艺制成的FET式气敏元件在常温下对乙醇蒸汽具有非常好的选择性.     

纳米晶SnO_2气敏薄膜的制备与表征

以 Sn( OH) 4 水合胶体为原料 ,采用溶胶 -凝胶方法在 Si片上制备了 Sn O2 纳米晶薄膜 ,利用差热、热重、X光衍射以及原子力显微镜对薄膜的合成以及特性进行了分析 ,结果表明 :在60 0℃条件下烧结结晶的纳米晶薄膜表面平整 ,具有金红石结构 ,平均粒度在 1 0 nm左右 .以该薄膜为敏感体采用平面工艺制成的 FET式气敏元件在常温下对乙醇蒸汽具有非常好的选择性 .     

纳米晶SnO2气敏薄膜的制备与表征

以Ｓｎ（ＯＨ）４水合胶体为原料,采用溶胶－凝胶方法在Ｓｉ片上制备了ＳｎＯ２纳米晶薄膜,利用差热、热重、Ｘ光衍射以及原子力显微镜对薄膜的合成以及特性进行了分析,结果表明：在６００℃条件下烧结结晶的纳米晶薄膜表面平整,具有金红石结构,平均粒度在１０ｎｍ左右。以该薄膜为敏感体采用平面工艺制成的ＦＥＴ式气敏元件在常温下对乙醇蒸汽具有非常好的选择性。     

Sb∶SnO2/SiO2纳米复合薄膜的光学及气敏特性

采用溶胶 凝胶 (sol gel)工艺制备了Sb∶SnO2 /SiO2 复合膜。通过原子力显微镜 (AFM )观察了薄膜样品的表面形貌 ,利用紫外 可见光谱 ,p 偏振光反射比角谱研究了复合薄膜的光学特性。结果表明 ,薄膜中的晶粒具有纳米尺寸 (～ 35nm)的大小 ,比表面积大 ,孔隙率高 ;薄膜的透光率高 ,可见光波段近 95 % ;其光学禁带宽度约 3 6 7eV。因此Sb∶SnO2 /SiO2 纳米复合膜可作为气敏薄膜的理想选择。通过对三种不同的气体C3 H8,C2 H5OH及NH3气敏特性的测试表明 ,Sb掺杂大大提高了SnO2 薄膜对C2 H5OH的灵敏度 ,纳米Sb∶SnO2 /SiO2 复合膜的气敏灵敏度高于纯SnO2 薄膜及Sb掺杂的SnO2 薄膜     

Sb：SnO2／SiO2纳米复合薄膜的光学及气敏特性

采用溶胶-凝胶(sol-gel)工艺制备了Sb：SnO2／SiO2复合膜。通过原子力显微镜(AFM)观察了薄膜样品的表面形貌，利用紫外-可见光谱,p-偏振光反射比角谱研究了复合薄膜的光学特性。结果表明，薄膜中的晶粒具有纳米尺寸(～35nm)的大小，比表面积大，孔隙率高；薄膜的透光率高，可见光波段近95％；其光学禁带宽度约3．67eV。因此Sb：SnO2／SiO2纳米复合膜可作为气敏薄膜的理想选择。通过对三种不同的气体C3H8，C2H5OH及NH3气敏特性的测试表明，Sb掺杂大大提高了SnO2薄膜对C2H5OH的灵敏度，纳米Sb：SnO2／SiO2复合膜的气敏灵敏度高于纯SnO2薄膜及Sb掺杂的SnO2薄膜。     

Sb掺杂SnO2/SiO2纳米光学气敏薄膜的制备及其性质

采用溶胶凝胶(sol-gel)工艺制备了Sb掺杂SnO2/SiO2复合膜。通过X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外谱(FT-IR)及原子力显微镜(AFM)表征了薄膜样品的物相结构与表面形貌,利用紫外-可见光谱研究了复合薄膜光学特性．利用p-偏振光双面反射法对薄膜的气敏特性进行了测试。实验结果表明,薄膜中的晶粒具有纳米尺寸(～35nm)的大小．比表面积大,孔隙率高;薄膜的透光率高,可见光波段近95％;纳米Sb：SnO2：SiO2复合膜的气敏灵敏度高于纯SnO2薄膜及Sb掺杂的SnO2薄膜。     

Ti02-SnO2紫外光照下对醇类气体气敏性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同配比的TiO2-SnO2纳米复合材料,以其作为气敏材料制备成旁热式气敏元件,研究了气敏元件在紫外光照下的气敏特性。结果表明,复合材料平均晶粒尺寸为19 nm,SnO2晶型为金红石型,气敏元件的电导在紫外光照下增加,对醇类有机挥发性气体的气敏灵敏度也显著提高,气敏元件的电阻、灵敏度均随TiO2含量的增加而增大。工作温度160℃时对乙醇气体的灵敏度为18,240℃时灵敏度为52,是无光照时的1.6倍,响应时间为5 s,恢复时间为9 s。     

LaFeO_3 栅膜 FET 气体传感器的研究

本文采用溶胶－凝胶技术制备ＬａＰｅＯ３纳米晶薄膜，并摸索出该薄膜的光刻方法，将这一成膜技术与集成电路平面工艺相结合，首次研制出了纳米晶薄膜作为栅极的场效应晶体管气体传感器，它对乙醇具有较高的灵敏度和良好的选择性．     

掺杂纳米SnO2气敏传感器的研究进展

介绍了半导体气敏传感器的发展历史和掺杂纳米SnO2气敏传感器的特性与应用;详细分析了掺杂金属单质、金属氧化物和稀土元素对SnO2气敏性的影响,通过掺杂可以显著改善其对特定气体的灵敏度、稳定性和选择性等参数;利用元件表面的氧吸附理论分析掺杂纳米SnO2的气敏机理;展望了SnO2气敏传感器的发展前景.     

LaFeO3栅膜FET气体传感器的研究

本文采用溶胶－凝胶技术制备ＬａＦｅＯ３纳米晶薄膜，并摸索出该薄膜的光刻方法，将这一成膜技术与集成电路平面工艺相结构，首次研制出了纳米晶薄膜作为栅极的场效应晶体管气体传感器，它对乙醇具有较高的灵敏度和良好的选择性。     

掺杂纳米SnO2气敏传感器的研究进展

介绍了半导体气敏传感器的发展历史和掺杂纳米SnO2气敏传感器的特性与应用；详细分析了掺杂金属单质、金属氧化物和稀土元素对SnO2气敏性的影响，通过掺杂可以显著改善其对特定气体的灵敏度、稳定性和选择性等参数；利用元件表面的氧吸附理论分析掺杂纳米SnO2的气敏机理；展望了SnO2气敏传感器的发展前景。     

磁控反应溅射SnO2薄膜的气敏特性研究

为研究SnO2薄膜的气敏特性,采用直流磁控反应溅射法制备了SnO2薄膜。探讨和分析了SnO2薄膜气敏元件的敏感机理。对SnO2薄膜的电阻和灵敏度的测试以及对实验结果的分析表明:SnO2薄膜厚度在150~400nm为宜,一般膜厚在250nm时较为敏感。在SnO2薄膜中掺入Pd、Pt、Ag等微量杂质可大大提高SnO2薄膜气敏元件的灵敏度,且使灵敏度的峰值向低温方向移动,增强了对H2、CO和C2H5OH等可燃气体的选择性、响应时间由3min缩短到0.5s以下。     

掺杂改善SnO_2甲醛气敏元件灵敏度特性的研究

用纳米SnO2制作了旁热式气敏元件。用掺杂方法提高SnO2甲醛气敏元件的灵敏度,掺杂剂包括Pd,Sb,Ti,Zr,Cu,Ag,Mn等。在SnO2气敏元件中分别掺杂质量分数2%Pd和2%Zr对提高元件灵敏度有显著效果。未掺杂SnO2、掺杂质量分数2%Pd和2%Zr的气敏元件对体积分数为5×10-5甲醛的灵敏度分别为1.33,2.38,2.08,但是掺杂在改善元件对乙醇的选择性方面作用不大。分析了掺杂改善SnO2气敏元件灵敏度的原理,当SnO2表面吸附还原性气体时,吸附气体提供电子,使半导体表层的导电电子数增加,引起电导率增加、电阻下降。吸附气体浓度越高,电阻率变化越大,元件灵敏度越大。     

掺杂改善SnO2甲醛气敏元件灵敏度特性的研究

用纳米SnO2制作了旁热式气敏元件。用掺杂方法提高SnO2甲醛气敏元件的灵敏度，掺杂剂包括Pd，Sb，Ti，Zr，Cu，Ag，Mn等。在SnO2气敏元件中分别掺杂质量分数2%Pd和2%Zr对提高元件灵敏度有显著效果。未掺杂SnO2、掺杂质量分数2%Pd和2%Zr的气敏元件对体积分数为5×10^-5甲醛的灵敏度分别为1.33，2.38，2.08，但是掺杂在改善元件对乙醇的选择性方面作用不大。分析了掺杂改善SnO2气敏元件灵敏度的原理，当SnO2表面吸附还原性气体时，吸附气体提供电子，使半导体表层的导电电子数增加，引起电导率增加、电阻下降。吸附气体浓度越高，电阻率变化越大，元件灵敏度越大。     

超微粒SnO2薄膜元件气敏特性研究

用射频磁控反应溅射法在Si基片上沉积SnO2超微粒薄膜,借集成电路技术制成气敏元件,并用RQ—1型气敏特性测试仪在动态配气系统中测试其气敏特性。结果表明:烧结体SnO2元件的气敏效应出现在300℃以上,而该元件的气敏效应则出现在90℃以下,有利于降低功耗;在80~90℃时,该元件对H2的灵敏度比C2H5OH和CH4高出2~3个数量级,对CO和LPG几乎不敏感。因此可用作在低温条件下工作的薄膜化、集成化、高性能的H2传感器。     

气敏器件用SnO_2薄膜材料

采用溶胶－凝胶法以ＳｎＣｌ２·Ｈ２Ｏ和ＺｒＯＣｌ２·８Ｈ２Ｏ为原料,制备出性能优良的纳米ＳｎＯ２薄膜材料。用Ｘ射线衍射仪分析了晶相,ＴＥＭ分析了微观结构。研究了掺杂、处理温度等对其性能的影响。在此基础上制作了ＳｎＯ２薄膜气敏器件,并检测了其气敏特性。     

SnO2:Fe2O3混合薄膜的制备及其在丙酮蒸汽中的反射光谱

以SnCl4·5H2O,FeCl3·6H2O及无水乙醇为主要原料,采用溶胶 凝胶法制备了SnO2:Fe2O3混合薄膜,测量并研究了其在可见光区附近的丙酮气敏反射光谱.     

液相生长热氧化法制备SnO_2气体敏感薄膜

在不同的热氧化温度下,用液相生长热氧化法(RGTO)制备了SnO2薄膜。探讨了热氧化温度对SnO2薄膜结构和成分的影响,并进一步研究了不同热氧化温度下制备的SnO2薄膜的气敏性能。测试结果表明:260℃工作温度下,600℃热氧化制备的SnO2薄膜气敏元件,对氢气的灵敏度最佳。在100～1 000 mg.kg–1的氢气浓度范围内,灵敏度由47递增至70。     

SnO_2厚膜与基板附着强度及气敏性能研究

通过溶胶-凝胶法制备了SnO2纳米粉末,用丝网印刷法制备了以氧化铝陶瓷为基板的SnO2厚膜。分别采用SEM、XRD及电化学工作站表征了SnO2的结构与形貌并测试了其气敏性能。结果表明,所制备的SnO2平均颗粒粒径约为60 nm,为四方相结构。与SnO2直接附着在氧化铝基板的厚膜(样品A)相比,以玻璃粉作为SnO2和氧化铝基板粘结剂的厚膜(样品B)附着强度更高,解决了SnO2与氧化铝基板附着强度差的问题;以玻璃粉为粘结剂制备的厚膜对H2具有稳定的气敏性能。