氧化钨纳米线修饰多孔硅结构的制备及NO2气敏性能研究

针对多孔硅气敏传感器在室温下对NO2气体灵敏度较低、选择性不强的问题,采用双槽电化学腐蚀法制备多孔硅,然后在多孔硅顶部溅射沉积金属钨薄膜并经高温热处理氧化形成WO3纳米线,制备出WO3纳米线修饰多孔硅结构及其气敏传感器,对WO3纳米线/多孔硅材料进行了SEM和XRD分析,测试了传感器室温下对NO2的气敏特性。结果表明,制备WO3纳米线的最佳热处理条件是700℃,此温度下增加金属钨膜溅射时间可提升WO3纳米线的生长密度? 所制备的传感器对NO2气体表现出反型气敏响应,特别是溅射1min金属钨的样品显示出优异的NO2室温探测能力与选择性,对4×10-6NO的气敏灵敏度是单纯多孔硅样品的 5.8倍。     

一种新型三维敏感效应电容式SO2气体传感器设计

传统气体传感器只能以简单一维扩散方式对气体响应,扩散机理是建立在表面效应基础上的。提出了一种新型电容式SO2气体传感器。该传感器敏感结构由离散的微型圆柱体单元三维式扩散模型组成,模型上表面和侧面同时接触被测气体,扩大了与被测气体的接触面积。根据气敏薄膜的扩散响应理论,对传感器的响应时间作出分析,并与梳状电容式气体传感器特性相比较,说明新型传感器具有响应时间更短的优点。     

气体传感器中的厚薄膜技术

厚薄膜技术已广泛用于制作气体传感器,在气敏技术中起重要作用。综述了在气体传感器制造中使用的厚薄膜技术,包括厚膜、薄膜、超微粒子薄膜和LB膜技术。     

一种新型三维敏感气体传感器的研究

在平面微电极式结构的基础上,提出了一种新型薄膜气体传感器,其主要结构引用了离散阵列的概念,将传统的长方体型薄膜改进为由多条小长方体有间隔的并行排列的离散结构,使敏感薄膜具有了三维敏感效应。根据半导体气敏薄膜的扩散响应理论,对传感器的响应时间和灵敏度特性进行了理论分析,证明新型传感器具有响应时间更短、灵敏度更高的优点;并分析了薄膜厚度对传感器响应时间的影响。     

射频磁控溅射SnO2/MWCNTs 薄膜材料的气敏性能研究

采用射频反应磁控溅射方法制备掺杂多壁碳纳米管(MWCNTs)的snO2薄膜材料,并在此基础之上制作了N02气敏传感器,使用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)研究了SnO2/MWCNTs薄膜材料的表面形貌、物质组份材料特性,采用气敏元件测试系统来分析优越感的气敏效应,包括灵敏度、选择性、响应-恢复等特性,实验结果表明该气敏传感器对超低浓度(10ppb)NO2气体有很好的灵敏度,对干扰气体不敏感,提出了气敏机理解释实验现象.     

直流反应磁控溅射WO3薄膜气敏特性研究

用直流反应磁控溅射法制成纳米结构的WO3薄膜气敏传感器,通过XRD,SEM和XPS对该薄膜的晶体结构和化学成分进行分析,研究了不同基片上制备的WO3薄膜的氨敏特性与薄膜厚度、退火温度的关系.实验得到的薄膜粒径大小约30-50 nm,结果表明:在未抛光的三氧化二铝基片上沉积厚度为40 nm的WO3薄膜,经过400℃退火,在体积分数为5×10-5 NH3中的灵敏度达到300,而且气体选择性好,响应-恢复时间短,可以作为理想的氨敏元件.     

双层厚膜结构改善气敏元件灵敏度和选择性研究

研究了厚膜印刷技术制备的双层膜结构气敏元件的灵敏度和选择性.测量结果表明:在二氧化锡(SnO2)单层膜下再添加一层纳米三氧化钨(WO3)材料厚膜,可以提高气敏元件对酒精、丙酮、甲醛、甲苯还原气体的灵敏度和选择性.当浓度为900×10-6时,将SnO2覆盖在WO3之上形成双层膜时,较两种材料对应的单层膜灵敏度均有所提升.因此,双层厚膜结构为改善元件的灵敏度和选择性提供了一种可行的方法.初步认为,双层膜的作用与膜的上、下排列顺序有很大的关系,也与双层界面间由于扩散效应所形成的过渡层有关.     

提高乙醇气敏传感器性能的途径

本文从改变材料、结构、工作原理三个方面论述了提高乙醇气敏传感器性能的途径及效果 .其中改变材料包括 :(1)添加催化剂 ,提高材料的活性 ;(2 )选择敏感特性更好的材料 ;(3)在表面涂敷一层特定材料 ,减小其它气体的干扰 .改变结构包括 :(1)改变材料的微观结构——超微粒化 ;(2 )改变材料的宏观结构 :烧结型 ,厚膜型 ,薄膜型 ;(3)改变敏感元件的结构 :由一个敏感电阻变为两个敏感电阻     

NO_2气体传感器敏感材料

描述了近十年来用作NO2 气体传感器的酞菁类和氧化物半导体敏感材料。总结了这两类材料的成膜条件、薄膜表面形态和结构以及它们的敏感特性。为优化薄膜的气敏特性提供了参考     

基于薄膜工艺的乙醇气体气敏膜的研究

ZnO2,SnO2,Fe2O3等基底材料可以用来制作半导体型乙醇气体传感器中的气敏膜。在基底中掺杂Pt,TiO2等物质可以获得很高的气体检测灵敏度和很好的选择性。利用电子枪蒸发薄膜工艺来制作乙醇气体敏感膜,可以取得很好的效果。与通常使用的厚膜工艺相比,薄膜工艺与MEMS工艺兼容,更适合制作微小器件。     

直流反应磁控溅射法制备WO_3薄膜及其氢敏特性研究

采用直流反应磁控溅射法,在未抛光的A l2O3基片上制备WO3薄膜,在干燥空气中经过热处理;利用SEM观察薄膜表面形貌;通过XRD测量,对薄膜的晶体结构进行分析;薄膜氢敏特性测试采用静态配气法。经过400℃热处理,当工作温度在270℃时,对体积分数为3×10-4氢气的灵敏度达到了77,稳定性较高,选择性好,响应时间很快,在15 s以内,是一种较理想的氢敏材料。     

镀有SiO2-WO3纳米复合薄膜LPFG气体传感特性研究

以钨粉和正硅酸乙酯为原料,采用溶胶-凝胶工艺和浸渍提拉镀膜方法,在玻璃衬底上制备出了具有气敏传感特性的SiO2-WO3纳米复合薄膜.采用原子力显微镜和X射线衍射仪表征了薄膜样品的表面形貌和物相结构.实验结果表明:掺杂SiO2使WO3薄膜中的颗粒尺寸减小,空隙率提高,比表面积增大.将SiO2-WO3复合薄膜镀于长周期光纤光栅上(LPFG),在室温条件下,将LPFG置于体积分数为2%的NO气体中,LPFG谐振峰红移了4.77 nm,损耗由-9.93 dB变为-8.53 dB,相应的气体传感灵敏度达到3%,元件响应时间10 s,恢复时间20 s.     

碳纳米管掺杂WO_3气敏元件敏感特性的研究

研究以碳纳米管(CNT)为掺杂剂制备的CNT-WO3旁热式气敏元件。采用球磨、超声分散的方法对碳纳米管进行分散处理,溶胶—凝胶方法制备WO3微粉,用SEM观察了WO3气敏材料的显微结构,测试了元件对丙酮的气敏性能。结果表明:碳纳米管存在于平均粒径为30~50 nm的WO3晶粒间,从而增加了材料的气孔率。碳纳米管掺杂元件对丙酮的灵敏度远高于纯WO3元件,质量分数为0.4%的掺杂量对丙酮有最高灵敏度,具有能检测低体积分数丙酮气体、选择性好的优点,特别是掺杂碳纳米管明显提高了WO3元件的响应速度。     

中国微米纳米----氧化锡气敏薄膜的喷墨打印技术研究

喷墨打印技术具有无需掩膜图形化、室温加工、方便操作等优点.利用喷墨打印技术在微热板上打印SnO2多孔薄膜.根据打印机的定位精度和微热板的悬空尺寸设计了打印图形,根据目标厚度确定打印层数,以及打印后的干燥工艺参数;通过扫描电镜对薄膜结构进行微观表征,敏感薄膜表面平整,成膜均匀;最后对其进行气敏测试,当微热板工作在250 ℃时,打印的SnO2气敏薄膜对乙醇有良好的响应,检测到最低乙醇浓度为0.5×10-6,响应和恢复时间均在3 s左右.     

纳米WO_3粉体的制备及其气敏性能研究

采用溶胶—凝胶法分别用草酸和苯甲酸为凝胶剂制得纳米WO3粉体。通过XRD,TEM等手段对粉体的粒度、晶体结构、形貌等进行了表征,探讨了煅烧温度、工作温度、气体体积分数及不同酸作凝胶剂对气敏性能的影响。结果表明:2种情况所得元件均对NO2有1000以上的灵敏度和较高的选择性,且苯甲酸做凝胶剂有较低的工作温度(125℃)和很快的响应时间(1 s),用草酸做凝胶剂时的恢复时间只有7 s。纳米WO3厚膜NO2传感器是一种实用前景良好的传感器。     

Pt/Pd对WO_3燃气敏感元件的影响

在WO3粉体材料中加入Pt,PtO2,Pd,PdCl2,以恒温600℃烧结1h制成旁热式厚膜可燃性气敏元件。采用静态电压测量法,研究了元件的加热电压与元件灵敏度的关系。实验结果表明:WO3元件掺入质量分数为0.5%的Pt/Pd,在加热功率为600 mW时,能提高元件的灵敏度2~10倍。     

WO_3/Si-NPA复合薄膜的电容湿度传感性能研究

制备了基于硅纳米孔柱阵列(Si-NPA)的WO3/Si-NPA复合薄膜,并对其表面形貌进行了表征,研究了其电容湿度传感性能和基点电容的温度漂移。研究表明:WO3/Si-NPA继承了衬底Si-NPA规则的阵列结构的表面形貌特征,WO3的沉积形成了连续的WO3薄膜,WO3/Si-NPA是一种典型的纳米复合薄膜。室温下,WO3/Si-NPA的电容值随测试频率的增加而单调减小,但其灵敏度则在100 Hz时达到最大值。在此测试频率下,当环境的相对湿度从11%RH增加到95%RH时,元件的电容增量高达16 000%,显示WO3/Si-NPA对环境湿度有较高的灵敏度。同时,电容的湿度响应曲线显示出很好的线性。对其基点电容的温度稳定性研究表明:WO3/Si-NPA用作湿度传感的最佳工作温度区为15~50℃。     

SnO2基薄膜气体传感器制作与敏感性测试

在现有的粉末烧结型SnO2基气敏传感器基础上研制了薄膜型SnO2基气体传感器,以抛光的丽热石英玻璃为基片,真空磁控溅射50～70nm厚度的SnO2薄膜,在SnO2薄膜上分别溅射不连续的ZnO、Al2O3、CeO2、InO2等薄膜,传感器背面溅射30μm的Ni80Cr20电阳合金作为传感器加热电阻,用薄膜热电偶测量传感器工作温度。测试了不同的复合瞑对传感器灵敏度和选择性的影响,并对传感器的吸附与解吸速度进行了测试,薄嗅传感器达到相同灵敏度所需的工作温度比粉末烧结型传感器下降100～150℃,吸附解吸速度比粉末烧结型快。     

掺杂对WO_3基气敏元件敏感特性的影响

在WO3粉体材料中加入质量分数为4%的瓷粉和不同质量分数的金属氧化物(SnO2,SiO2,Al2O3),以恒温600℃烧结1 h制成旁热式厚膜可燃性气敏元件。采用静态电压测量法,研究了元件的加热电压与元件灵敏度的关系。实验结果表明:WO3基元件掺入一定量的金属氧化物在加热功率为600mW时能提高元件的灵敏度。