高空湿度探测用加热式湿度传感器的研制

为实现高空高湿环境下对湿度的准确测量,本文设计和研究了集成加热功能的湿度传感器,在探空仪进行高空湿度探过程中利用两只加热式湿度传感器进行轮流加热除湿和湿度测量。通过对聚酰亚胺湿敏材料进行改性和合成,设计和制作了加热式的电容型湿度传感器,其灵敏度为0.2195 pF/%RH、响应时间小于1 s、湿滞为4.8%RH、半年漂移量在±0.3%RH以内。通过分析不同温度下的加热恢复时间,制定了加热式湿度传感器轮流工作的机制,轮流加热时间和周期分别为2s和120 s。并利用数据采集电路以及GPS探空仪对加热式湿度传感器进行了地面静态性能和高空动态性能测试,其高空湿度探测结果与VA SALA RS92的显示出较好的一致性和较低的湿度误差。本文研制的加热式湿度传感器能具有良好的地面性能,实现了交替加热除湿和湿度测量的功能,具有高空湿度探测的应用潜力。     

900℃空气退火对L-MBE生长的ZnO薄膜发光特性的影响

采用激光分子束外延法在蓝宝石衬底(0001)上生长了高度c轴择优取向的高质量ZnO薄膜,在空气中对生长的薄膜进行900℃退火处理,并对退火前后样品的结晶质量、发光特性采用X射线衍射(XRD)、变温光致发光(PL)研究.退火处理后的ZnO薄膜(0002)面XRDθ-2θ扫描曲线强度明显增强.在光致发光实验中,观测到薄膜分别在3.352,3.309和3.237eV附近有3个明显的近紫外发光峰,分别对应自由激子发射、中性施主或受主束缚激子I9及其声子伴线1Lo.随着温度升高,峰位逐渐向长波方向移动(即所谓"红移"),半高宽(FWHM)逐渐展宽;在发光谱中,来自于晶体缺陷的深能级(DL)区发光强度极小.     

LMBE法生长Mg0.2Zn0.8O及MSM型紫外探测器的制备

采用激光分子束外延(LMBE)方法在蓝宝石(0001)面生长了高质量的Mg0.2Zn0.8O薄膜,并对薄膜在空气中900℃进行了1h的退火处理,然后采用剥离方法在薄膜表面制作了Al叉指电极,制备出MSM型Mg0.2Zn0.8O光电导紫外探测器.对响应时间的测试表明,探测器的上升时间仅为14.3ns,下降时间为6.5μs.     

SiO2/Si衬底上制备增强型ZnO薄膜晶体管

在NH3和O2的混合气氛下,采用激光分子束外延法(L-MBE)在SiO2/p-Si衬底上制备了氮掺杂ZnO薄膜.XRD分析表明ZnO薄膜掺入微量的氮后仍有很高的结晶质量和高度的c轴择优取向性,(0002)面摇摆曲线的半峰宽仅为1.89.在此基础上制备了以氮掺杂ZnO薄膜为沟道层、以SiO2为绝缘层的底栅式薄膜晶体管.电学测试表明该晶体管工作在n沟道增强模式,阈值电压为5.15V,电流开关比为104,电子的场迁移率达到2.66cm2/(V·s).     

SiO2/Si衬底上制备增强型ZnO薄膜晶体管

在NH3和O2的混合气氛下,采用激光分子束外延法(L-MBE)在SiO2/p-Si衬底上制备了氮掺杂ZnO薄膜.XRD分析表明ZnO薄膜掺入微量的氮后仍有很高的结晶质量和高度的c轴择优取向性,(0002)面摇摆曲线的半峰宽仅为1.89.在此基础上制备了以氮掺杂ZnO薄膜为沟道层、以SiO2为绝缘层的底栅式薄膜晶体管.电学测试表明该晶体管工作在n沟道增强模式,阈值电压为5.15V,电流开关比为104,电子的场迁移率达到2.66cm2/(V·s).     

底栅和顶栅结构全透明氧化锌薄膜晶体管的制备

报道了制备在50mm石英玻璃衬底上的透明氧化锌薄膜晶体管(ZnO-TFT),采用了底栅和顶栅两种结构进行比较.ZnO沟道层由射频磁控溅射方法制备,SiO2薄膜作为栅绝缘层.结果发现底栅结构的ZnO-TFT具有较好的电学性质,该器件工作在n沟道增强模式,具有较好的夹断效应和饱和特性,其场效应迁移率、阈值电压和电流开关比分别为18.4cm2/(V·s),-0.5V和104.顶栅结构的ZnO-TFT则工作在n沟道耗尽模式,没有明显的饱和特征.不同结构ZnO-TFT电学性质的差别可能是由于不同的ZnO/SiO2界面特性所致.两种结构的ZnO-TFT在可见光波段都有很高的光学透过率.     

底栅和顶栅结构全透明氧化锌薄膜晶体管的制备

报道了制备在50mm石英玻璃衬底上的透明氧化锌薄膜晶体管(ZnO-TFT),采用了底栅和顶栅两种结构进行比较.ZnO沟道层由射频磁控溅射方法制备,SiO2薄膜作为栅绝缘层.结果发现底栅结构的ZnO-TFT具有较好的电学性质,该器件工作在n沟道增强模式,具有较好的夹断效应和饱和特性,其场效应迁移率、阈值电压和电流开关比分别为18.4cm2/(V·s),-0.5V和104.顶栅结构的ZnO-TFT则工作在n沟道耗尽模式,没有明显的饱和特征.不同结构ZnO-TFT电学性质的差别可能是由于不同的ZnO/SiO2界面特性所致.两种结构的ZnO-TFT在可见光波段都有很高的光学透过率.     

900℃空气退火对L-MBE生长的ZnO薄膜发光特性的影响

采用激光分子束外延法在蓝宝石衬底(0001)上生长了高度c轴择优取向的高质量ZnO薄膜,在空气中对生长的薄膜进行900℃退火处理,并对退火前后样品的结晶质量、发光特性采用X射线衍射(XRD)、变温光致发光(PL)研究.退火处理后的ZnO薄膜(0002)面XRDθ-2θ扫描曲线强度明显增强.在光致发光实验中,观测到薄膜分别在3.352,3.309和3.237eV附近有3个明显的近紫外发光峰,分别对应自由激子发射、中性施主或受主束缚激子I9及其声子伴线1Lo.随着温度升高,峰位逐渐向长波方向移动(即所谓"红移"),半高宽(FWHM)逐渐展宽;在发光谱中,来自于晶体缺陷的深能级(DL)区发光强度极小.     

LMBE法生长Mg0.2Zn0.8O及MSM型紫外探测器的制备

采用激光分子束外延(LMBE)方法在蓝宝石(0001)面生长了高质量的Mg0.2Zn0.8O薄膜,并对薄膜在空气中900℃进行了1h的退火处理,然后采用剥离方法在薄膜表面制作了Al叉指电极,制备出MSM型Mg0.2Zn0.8O光电导紫外探测器.对响应时间的测试表明,探测器的上升时间仅为14.3ns,下降时间为6.5μs.