In基复合半导体氧化物Cl2敏感特性的研究

Aiming at detecting Cl2 gas, this study was made on how to make In-based compound semiconductor oxide gas sensor. The micro-property and sensitivity of In-based gas sensing material were analyzed and its gas sensitive mechanism was also discussed. Adopting constant temperature chemical coprecipitation, the compound oxides such as In-Nb, In-Cd and In-Mg were synthesized, respectively. The products were sintered at 600 ℃ and characterized by the Scanning Electron Microscope （SEM）, showing the grain size almost about 50-60 nm. The test results show that the sensitivities of In-Nb, In-Cd and In-Mg materials under the concentration of 50 × 10^-6 in Cl2 gas are above 100 times, 4 times and 10 times, respectively. The response time of In-Nb, In-Cd and In-Mg materials is about 30, 60 and 30 s, and the recovery time less than 2, 10 and 2 min, respectively. Among them, the In-Nb material was found to have a relatively high conductivity and ideal sensitivity to Cl2 gas, which showed rather good selectivity and stability, and could detect the minimum concentration of 0.5 × 10^-6 with the sensitivity of 2.2, and the upper limit concentration of 500 × 10^-6. The power loss of the device is around 220 mW under the heating voltage of 3 V.     

Chlorine gas sensors using hybrid organic semiconductors of PANI/ZnPcCl16

PANI/ZnPcCl_(16)(polyaniline doped with sulfosalicylic acid/hexadecachloro zinc phthalocyanine) powders were vacuum co-deposited onto Si substrates,where Pt interdigitated electrodes were made by micromachining.The PANI/ZnPcCl_(16) films were characterized and analyzed by SEM,and the influencing factors on its intrinsic performance were analyzed and sensitivities of the sensors were investigated by exposure to chlorine(Cl_2) gas.The results showed that powders prepared with a stoichiometric ratio of(ZnPc...     

应用微波技术抑制光刻胶图形的坍塌与黏连

针对显影工艺中水的表面张力导致的高高宽比抗蚀剂图形的坍塌及黏连,提出了一种基于微波加热的干燥技术来有效改善纳米抗蚀剂图形的干燥效果。该方法利用微波穿透光刻胶结构直接加热光刻胶图形间隙中残存的去离子水,水分子吸收微波的光子能量迅速蒸发,从而有效地抑制光刻胶图形的坍塌与黏连现象。利用提出的基于微波加热的干燥方法,成功获取了高260nm、宽16nm的光刻胶线条组和直径为20nm的光刻胶柱形阵列,其中高高宽比线条组和由15 625根柱子组成的柱形阵列结构没有出现坍塌及黏连情况,验证了在微波产生的交变电场作用下,可以减小水分子团簇,降低水的表面张力。     

基于无线传感器网络的氯气监测系统设计

基于433 MHz的无线自组网监测系统,设计了恒电位电解式氯气传感器的信号调理电路、信号采集和处理电路、电源管理模块、人机交互界面,搭建了基于星状拓扑的通信平台。解决了无线模块中电池欠电状态对监测带来盲点的问题,完成了环境中氯气含量的实时监测系统软硬件设计。该系统运行稳定,易于扩展,具有广阔的应用前景。     

陶瓷微板热隔离半导体气体传感器阵列设计与实现

具有高浓度、挥发性、强氧化性的液氯、氮氧化物等危化品泄露、爆炸的安全检测一直是一个难点问题,要求检测传感器具有较宽量程和抗腐蚀设计。基于Al N陶瓷的微热板半导体气体传感器阵列设计,采用耐腐蚀的Al N陶瓷为衬底,物理化学性能稳定的Pt膜作为信号和加热器电极,经杂化修饰的In-Nb复合半导体氧化物为敏感材料,结合柔性光刻剥离工艺和激光微加工工艺,制备了陶瓷微板热隔离气体传感器阵列。为验证传感器阵列热结构设计的合理性,进行了有限元热仿真分析,优化了设计结构。经静态气敏测试分析,传感器阵列对浓度体积比500×10~(-6)的Cl_2和100×10~(-6)的NO_2两种气体的气敏响应时间分别为30 s和60 s左右,灵敏度最高分别为275倍和4倍,且在0~500×10~(-6)和0~100×10~(-6)检测范围均具有良好的气敏特性,对Cl_2等高浓度宽量程危化品气体检测具有良好的应用前景。     

激光微加工纳米孔Al2O3陶瓷膜的方法及分析

针对超薄型Al2O3易碎加工难的问题,提出激光微加工的方法.阐述了激光微加工的原理.通过声光调节激光器的品质因子Q值获取激光巨脉冲.论述了纳米孔Al2O3膜的电化学定向生长及其微加工过程,扫描电镜揭示了纳米孔Al2O3膜易碎易断的内在原因,加工区域略有灼烧现象.分析了激光输出脉冲频率和电流对陶瓷膜的刻槽深度和宽度的关系,影响区最小时,调Q频率在9 kHz左右.电流应控制在10～20A.     

杂化CuPc有机半导体的气敏特性研究

采用“模板法”,在N2气保护下,合成CuPc基体材料.通过共溶技术对其杂化,得到具有较理想电导率的气敏材料.应用微精细加工工艺制备具有平面叉指电极结构的气体传感器的基片,利用真空镀膜方法在平面叉指电极基片上形成敏感膜.通过扫描电子显微(SEM)形貌分析表明,薄膜颗粒尺寸均匀.静态测试法考核传感器性能表明,传感器具有较好的响应恢复性,灵敏度和热稳定特性,对C l2、NO2、H2S等有毒气体选择性好、响应灵敏.     

基于红外传感器的电气火灾预警系统

以红外热电堆为温度传感器,利用非接触红外测温技术,研制了电气火灾预警系统.提出了系统的总体设计方案和软硬件的具体实现;在实验的基础上,提出了温度修正算法以提高测温精度;利用研制出系统对黑体进行了测量,其测量误差不超过2 ℃.该系统促进了电气火灾探测技术的发展,具有较高的工程实际应用价值.     

基于MSP430的高压开关柜火灾预警系统的研制

采用红外热电堆为温度传感器,设计了一种基于MSP430单片机的高压开关柜火灾预警系统,该系统由温度传感器,信号调理电路,单片机,RS485网络和上位机组成。系统能实现对多个开关柜内接点进行温度实时测量,并具有温度预警功能,其测量误差不超过1℃。通过RS485网络,该系统能够与变电站综合自动化系统相连,实现远程监测。该系统为高压开关柜提供了超温预警,有效地预防了电气火灾的发生。     

聚苯胺/十六氯酞菁锌杂化有机半导体氯气传感器的研究

本文采用微加工技术在硅片上制作了铂金叉指电极,通过真空共蒸发沉积制备了聚苯胺/十六氯酞菁锌气敏薄膜,借助SEM对沉积膜进行了表征分析,并分析了氯气作用下影响该薄膜自身性能的相关因素,同时也对该传感器进行了气敏性能测试。实验结果表明：当聚苯胺与十六氯酞菁锌化学计量比为2：3时,薄膜对氯气有很好的敏感特性;最佳的蒸发沉积条件为基片温度160 ℃、蒸发温度425 ℃、薄膜厚度75 nm;提高工作温度(100 ℃以上)或增加气体浓度(100 ppm以上),均可以提高响应特性,但二者都将存在一个上限值。最后,我们也对该气敏薄膜的敏感机理进行了讨论。