ITO气敏薄膜的研制及应用

本文阐述了ＩＴＯ气敏薄膜的制作过程、工作原理与气敏特性的测试方法和它的应用前景，对掺入Ｐｔ前后的ＩＴＯ气敏薄膜的灵敏度进行了对比研究。     

掺杂对SnO_2薄膜性能影响研究

ＳｎＯ２薄膜具有良好的光学特性,优良的气敏特性越来越受到人们的普遍重视。本文就各种掺杂对ＳｎＯ２薄膜性能的影响进行了综合评述,并探讨了掺杂作用机理。     

Nd2O3—SnO2薄膜气敏元件的研制

研究了Ｎｄ２Ｏ３－ＳｎＯ２复合薄膜气敏元件的制作工艺和敏感性能，测量结果表明，这种元件对乙炔气体敏感，且具有选择性好，灵敏度高等优点。     

微型薄膜气敏元件芯片的传热系数和热功耗

热功耗是关系到气敏元件的应用、热特性分析和工艺设计的重要参数 ,至今无计算气敏薄膜元件热功耗的实用公式 ;在研究微型薄膜气敏元件引线的散热量 ,芯片传热系数随芯片尺寸和温度变化的规律的基础上 ,给出了热功耗的相关计算方法和公式 ,据此计算得出微型薄膜气敏元件的热功耗数值 ,与实验结果一致     

微型薄膜气敏元件芯片的传热系数和热功耗

热功耗是关系到气敏元件的应用、热特性分析和工艺设计的重要参数，至今无计算气敏薄膜元件热功耗的实用公式；在研究微型薄膜气敏元件引线的散热量，芯片传热系数随芯片尺寸和温度变化的规律的基础上，给出了热功耗的相关计算方法和公式，据此计算得出微型薄膜气敏元件的热功耗数值，与实验结果一致。     

粉末溅射ZnO薄膜酒敏元件

针对金属氧化物薄膜气敏元件传统制造工艺中存在的掺杂不稳问题,开发了一种实用化的ZnO薄膜气敏基材料.采用粉末溅射法研制ZnO：1?O2薄膜,利用衬底Al2O3与ZnO晶体均为六方结构的特点,选择适当溅射参数研制出薄膜气敏元件,同时通过悬挂芯片双点焊工艺,使元件更加小型化.长期检测结果表明,此类元件气敏特性和稳定性良好,适合进一步推广应用.     

气敏半导体薄膜内载流子浓度的研究

气敏半导体薄膜内的载流子浓度与薄膜表面吸附氧密度的关系,可以反映气敏薄膜的敏感性。本文采用刚性能带模型,计算了不同厚度的ZnO薄膜内载流子浓度与表面吸附氧密度的关系,并对结果进行了讨论。计算结果表明,适当选取薄膜的厚度等参数,可以得到高的气敏性。     

粉末溅射ZnO薄膜酒敏元件

针对金属氧化物薄膜气敏元件传统制造工艺中存在的掺杂不稳问题，开发了一种实用化的ZnO薄膜气敏基材料.采用粉末溅射法研制ZnO:1%CeO2薄膜，利用衬底Al2O3与ZnO晶体均为六方结构的特点，选择适当溅射参数研制出薄膜气敏元件，同时通过悬挂芯片双点焊工艺，使元件更加小型化.长期检测结果表明，此类元件气敏特性和稳定性良好，适合进一步推广应用.     

金属氧化物半导体气敏特性研究（Ⅰ）实验研究（待续）

研究了气敏电导次方定律的指数和灵敏度随薄膜样品膜厚的变化、随温度的变化；气敏电导响应时间和恢复时间随膜厚的变化、随温度的变化；气敏电导振荡现象和规律．     

金属氧化物半导体气敏特性研究（Ⅰ）实验研究（待续）

研究了气敏电导次方定律的指数和灵敏度随薄膜样品膜厚的变化，随温度的变化，气敏电导响应时间和恢复时间随膜厚的变化，随温度的变化；气敏电导振荡现象和规律。     

PEDT导电聚合物气敏特性研究

采用化学聚合法制备了导电聚合物3,4-乙烯二氧噻吩膜,利用扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱法对薄膜的光学成分及形貌进行了分析。采用叉指电极结构研制出了3,4-乙烯二氧噻吩薄膜气体传感器,研究了3,4-乙烯二氧噻吩薄膜气体传感器对有毒气体NO2和NH3的敏感特性以及其自身的温度特性。结果发现,3,4-乙烯二氧噻吩薄膜气体传感器对低浓度的NO2和NH3都具有很好的敏感特性。该文还对3,4-乙烯二氧噻吩薄膜对NO2和NH3两种气体的敏感机理进行了详细的讨论。     

锡掺杂氧化锌薄膜乙醇气敏性的研究

以载玻片为基片,依次采用溶胶凝胶、浸渍提拉和热处理方法制备掺杂锡的氧化锌薄膜气敏材料.分别采用红外光谱对氧化锌溶胶体系进行表征;扫描电子显微镜(SEM)观察氧化锌薄膜的表面形貌;主要利用电化学工作站测量极限电流与乙醇气体浓度的关系,研究掺杂氧化锡的氧化锌薄膜在常温下的乙醇气敏性能.结果表明:所成溶胶体系稳定;10层锡掺杂氧化锌薄膜晶型较完整,排列有序,在常温条件下乙醇气体含量为0～500μL/L时,极限电流与气体浓度呈现较好的线性关系;在乙醇气体含量为500μL/L时,灵敏度可高达82.39.     

Pd/V_2O_5薄膜的氢气敏感性质研究

采用磁控溅射法制备了不同厚度的Pd/V2O5双层复合薄膜,采用紫外-可见光分光光度计研究了薄膜的氢气敏感性质,原位测量了薄膜的激光拉曼光谱并分析了薄膜的氢气敏感机理。结果表明,复合薄膜V2O5(280 nm)/Pd(30nm)对氢气的敏感性质较好,对0.01%H2-N2有响应,在4%H2-N2标气中,在560 nm处透过率的相对变化值达到25%。拉曼光谱分析结果表明,Pd/V2O5薄膜在与氢气作用过程中,Pd膜主要起催化作用,氢原子扩散到V2O5层,V5+转变为V4+,导致Pd/V2O5薄膜的透过率发生变化。     

电容式微加速度计的气膜阻尼分析

针对电容式微加速度计中的气膜阻尼问题,基于稀薄气体动力学理论和滑流修正的压膜雷诺方程,分析了敏感质量块在轴向运动中受到的气膜阻尼效应,得到了阻尼力和阻尼系数的简化解析解。研究结果表明,敏感质量块受到的气膜阻尼力不但与尺寸和速度有关,还与固体壁面的材质、表面粗糙度和光洁度等特性有关。通过实例分析给出了三种减小气膜阻尼的方法,指出动量协调系数是影响气膜阻尼(尤其是压膜阻尼)的关键因素之一。     

Structural and mechanical properties of amorphous carbon films deposited by the dual plasma technique

Direct current metal filtered cathodic vacuum are (FCVA) and acetylene gas (C2H2) were wielded to synthesize Ti-containing amorphous carbon films on Si (100). The influence of substrate bias voltage and acetylene gas on the microstructure and mechanical properties of the films were investigated. The results show that the phase of TiC in the (111) preferential crystallo-graphic orientation exists in the film, and rite main existing pattern of carbon is sp2. With increasing the acetylene flow rate, the con-tents of Ti and TiC phase of the film gradually reduce; however, the thickness of the film increases. When the substrate bias voltage reaches -600 V, the internal stress of the film reaches 1.6 GPa. The micro-hardness and elastic modulus of the film can reach 33.9 and 237.6 GPa, respectively, and the friction coefficient of the film is 0.25.     

磁控溅射法制备镍热敏薄膜的工艺研究

为了提高用作红外探测器敏感材料的镍膜的性能,采用直流磁控溅射的方法在载玻片上制备测辐射热计的热敏感薄膜一镍膜,靶材选用高纯镍（99．99％）．采用四探针电阻特性测试仪测试了所制备的镍热敏薄膜在不同温度下的方块电阻,根据测试曲线计算薄膜的电阻温度系数（TemperatureCoefficientofResistance,TCR）．研究了工作气压、氩气流量以及溅射功率对镍膜TCR的影响．实验研究表明,当溅射功率为225W,工作气压为1Pa,氩气流量为120sccm,溅射时间为3min时,制备出的镍膜方阻为2．9Ω／口,TCR为2．3×10^-3／K．     

不同工艺参数对金刚石薄膜齿轮制备的影响

金刚石薄膜是最具潜力的微机械结构功能材料之一,但其极高的硬度和化学稳定性使其难以被加工成型。本文采用反应离子刻蚀方法对金刚石薄膜进行了微齿轮结构的制作研究,制作出了厚度为5gin,模数为0．003的金刚石薄膜齿轮。实验结果表明,镍钛合金薄膜和光刻胶层作为金刚石薄膜刻蚀掩模,可以获得表面平滑、轮廓清晰、侧壁陡直的金刚石薄膜图形;O2及与Ar的混合气体对佥刚石薄膜图形化的刻蚀主要工艺参数如射频功率、工作气压、气体流量及反应气体成分等均对刻蚀速率和刻蚀界面形貌产生不同程度的影响。刻蚀中,当工作气压12Pa及气体流量50sccm稳定时,射频功率与刻蚀速率呈线性变化,但射频功率过高（大于135W）则掩模刻蚀生成物沉积在金刚石薄膜表面而发黑;对于给定的工艺条件下,金刚石薄膜的刻蚀速率并不强烈依赖于混合气体中氧气的含量。     

辅助气体对分阶段制备金刚石膜的影响

采用形核 甲烷/氢气生长-辅助气体/甲烷/氢气生长的新工艺,在镜面抛光的单晶硅片上制备了金刚石膜,并用扫描电子显微镜和激光拉曼光谱等测试方法对薄膜的表面形貌和质量性能进行了表征;研究了添加辅助气体对已有金刚石晶型生长的影响.结果表明:以甲烷/氢气为气源时,金刚石膜生长率一般为1.8 μm/h,当分别加入氧气、二氧化碳、氮气时,其生长率都有所提高,其中加入二氧化碳时,其生长率是甲烷/氢气为气源的3倍多,但是加入氩气时,其生长率下降;通过新工艺,在加入氮气或氩气时,第一生长阶段为微米,而第二生长阶段为纳米尺寸,最后制备出具有微/纳米双层复合金刚石膜.     

八异戊氧基-2,3-萘酞菁镍旋涂膜对NO2的气敏特性

为了设计对NO2气体具有高灵敏度、可逆性和专一选择性的敏感材料和克服敏感膜制作工艺复杂的缺点,利用旋涂技术制备了八异戊氧基-2,3-萘酞菁镍(N iNc(iso-PeO)8)气敏薄膜,采用AFM观察其表面形貌,研究了N iNc(iso-PeO)8旋涂膜对NO2的气敏性,分析了薄膜形貌和测试温度等因素对薄膜气敏性的影响.结果表明,旋涂溶液浓度较低时制备的薄膜表面均匀,平整度较好,萘酞菁分子以无序聚集形式排列在基片上.工作温度升高,薄膜对NO2的响应恢复能力增强;不同温度下N iNc(iso-PeO)8旋涂膜对NO2灵敏度的顺序为:20℃<50℃<75℃<100℃>130℃.