钼掺杂降低TiO2氧敏薄膜最佳工作温度研究

用直流反应磁控溅射法在陶瓷基片上制备出TiO2薄膜.并进行1100℃,2h的退火处理.配置钼酸铵溶液,利用浸渍法处理TiO2薄膜若干时间.取出后,进行500℃,3h退火处理.用气敏测试箱对制备出的TiO2薄膜的氧敏特性进行试验测试,发现对氧气有很好的敏感特性,比未经此项工艺处理的TiO2薄膜的最佳工作温度降低100℃,为300℃左右,并进行SEM测试,分析其表面结构,研究气敏机理.     

本期摘要

纳米薄膜乙醇传感器的研制 摘要：在陶瓷管上用TiO2溅射法研制纳米薄膜乙醇传感器,同时作了机理分析。利用X射线衍射技术分析确定,在利用溅射法制备TiO2纳米薄膜时,随着退火温度的提高,所形成的TiO2薄膜晶体结构由无定型结构,向锐钛矿结构转变,随后又随温度升高逐渐转向金红石结构。     

纳米TiO2敏感特性的研究

采用溶胶-凝胶法成功的制备了纳米TiO2粉末,研究了工艺条件对纳米TiO2物相的影响,利用已经制备好的纳米TiO2粉末制备出了纳米TiO2氧敏元件,并对纳米TiO2敏感元件的电阻-温度特性、敏感特性、掺杂与电阻的关系等进行了测试.结果表明,实验制备的纳米TiO2敏感元件具有较好的氧敏特性,而且掺杂可以有效地降低元件的电阻率并可显著地改善元件的电阻-温度特性.     

掺Pt的SnO2薄膜气敏特性研究

用直流磁控溅射法分别在si（111）基片及陶瓷基片上制备掺有Pt的Sn02薄膜,并进行500℃～700℃退火处理,对掺杂前后的薄膜进行XRD分析,测试各掺杂样品气敏特性。500℃退火后,掺杂样品对各种有机气体有较高的灵敏度,随着溅射时间的延长,气敏特性提高。700℃退火后,45min溅射的样品对氨气有很高的灵敏度和很好的选择性,最佳工作温度为220℃左右。随着掺杂时间延长,气敏特性降低。     

纳米WO_3薄膜的光学性质及氢敏特性研究

采用磁控直流溅射法制备出纳米WO3薄膜,在N2气中进行退火处理。采用分光光度计、XRD等对退火前后的WO3薄膜进行了光学特性的分析。研究表明:在623 K进行退火处理的薄膜均匀、致密,呈现出较好的结晶态。采用光源激发对纯WO3薄膜在不同温度条件下的氢敏特性进行了研究,实验显示:WO3薄膜对H2的敏感性与温度有关,在348 K温度条件下,WO3薄膜的氢敏效应最好。     

一种便携式TiO2薄膜乙醇气敏传感器的研制

研制了一种适合于乙醇检测的新型TiO2基薄膜气敏传感器.敏感材料是采用直流磁控反应溅射法制备在Al2O3陶瓷管上的TiO2薄膜,薄膜经过退火处理(500℃、3 h)后,得到对乙醇蒸汽具有很好选择性和灵敏度的锐钛矿相TiO2,其最佳工作温度为270℃左右,响应时间2 s,恢复时间3 s.测量电路采用以ARM7为核的LPC2131微控制器实时监测电源电压,自动调整占空比,从而实现对加热温度的精确控制.通过测量敏感薄膜的电阻,并与乙醇气体浓度进行校准,最终显示被测气体的浓度.整个传感器采用低功耗设计,具备报警功能,同时提供了一个友好的用户界面.     

TiO_2/V_2O_5双层薄膜的TMA气敏特性研究

报道了以TiCl4 和V2 O5为源 ,采用等离子增强化学气相沉积 (PECVD)和溶胶 -凝胶 (sol-gel)技术制备了TiO2 /V2 O5双层薄膜 ,将该薄膜沉积在带有金梳状电极的陶瓷管和硅片上 ,进行了X射线衍射(XRD)分析 ,并且测量其对三甲基胺 (TMA)的气敏特性。结果发现该双层薄膜对TMA具有高灵敏度、良好的选择特性和快速的响应恢复特性。     

热氧化纳米Zn制备ZnO厚膜及其气敏特性的研究

以激光-感应复合加热法制备的纳米Zn为气敏基料,以蒸馏水为粘结剂,用空气电阻炉在600℃氧化烧结2 h,在Al2O3陶瓷管上制备了旁热式厚膜气敏元件.然后进行了XRD检测和SEM电镜观察,以静态配汽法作气敏性能的测试.结果表明:ZnO形成了由纳米棒、纳米薄片组成的带空隙的厚膜,其颗粒形貌和膜结构能够承受气敏性能测试的温度冲击而保持稳定,对VOCs具有较好的气体敏感性.     

三氧化钨纳米薄膜制备与气敏性能的研究

讨论一种对二氧化氮具有高灵敏性的WO3纳米薄膜的制备方法.当基片温度为室温,溅射混合气体(O2/Ar)的比例为1:1时,用直流反应磁控溅射法制备的薄膜,经过两步热处理(300℃/600℃),得到纳米结构WO3气敏元件.通过XRD、XPS和SEM对该薄膜的晶体结构和化学成分进行分析,用静态配气法测试NO2气敏特性.在Si3N4基片上制备的这种薄膜对空气中较低浓度的NO2(体积分数为0.1×10-5～3×10-5)具有优异的敏感特性和响应特性,最佳工作温度为150℃,在此温度下对其他一些气体(如CO,C2H5OH,NH3)的敏感性很差,显示出良好的选择性.     

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。     

等离子体化学气相淀积TiO2薄膜材料

本文报导了以钛酸丁酯((C_4H_9O)_4Ti)为反应源物质,采用等离子体化学气相淀积(P-CVD)技术,在不同衬底上淀积出性能良好的TiO_2薄膜材料,并对其结构和气敏特性进行了初步研究。     

聚乙烯吡咯烷酮改进TiO2薄膜的可见光增强氧敏特性

室温下工作的半导体气敏材料是一个有吸引力的研究方向。本文以钛酸四丁酯和乙醇胺为主要原料,用溶胶-凝胶法在氧化铝陶瓷片上制备了一种TiO2气敏膜。在可见光照射下,这种气敏膜在室温附近就有明显的可见光增强氧敏性;通过不同溶胶体系的对比,溶胶中添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP),烧结后的TiO2膜光增强氧敏性最好,但在添加PVP的同时再添加柠檬酸,则光增强氧敏性下降;扫描电镜下观察,添加PVP的溶胶烧结后获得一种多孔结构的TiO2膜;而不加PVP,或添加PVP的同时再添加柠檬酸的溶胶烧结后获得的是一种连续,致密和有微裂纹的的TiO2膜。对上述PVP促进多孔结构形成的机理进行了分析,最后对半导体可见光增强气敏性的原理和气敏材料改进的方法进行了简要的讨论。     

TAA薄膜NO_2气敏元件的特性研究

用真空升华方法制作了ＴＡＡ薄膜ＮＯ２气敏元件，并研究了其室温条件下的响应特性．结果表明：该元件在室温下对ＮＯ２具有较高的灵敏度，可检测空气中含１×１０（－６）的ＮＯ２气体．该元件在１．７×１０（－６）～１７×１０（－６）浓度范围内对ＮＯ２呈线性响应，响应时间在３０ｓ内，恢复时间为几分钟的数量级。     

基于TiO2的气体传感器研究进展

气体传感器在石油化工、环境监测、航空航天等领域有着广泛的应用。由于具有独特的物理化学性质,TiO2被广泛用于气体传感器敏感材料的研究。综述了基于TiO2气体传感器的研究进展,并重点就H2,NH3,H2 S,CO和NO2五种常见的气体进行了阐述。从基于TiO2气体传感器的材料制备、传感性能、传感机理和存在的问题等方面进行了讨论,并指出了基于TiO2的气体传感器发展趋势。     

喷墨打印制备的SnO_2薄膜的气敏特性

简介了喷墨打印制备薄膜技术的优势与特点,配制了SnO2前驱溶液墨水,并利用该技术在金叉指氧化铝基片上喷镀SnO2前驱溶液墨水,而制得了SnO2气敏薄膜元件。利用XRD分析了SnO2薄膜的晶体结构。通过控制喷打墨水的次数,方便地控制了最终薄膜的厚度。并初步探讨了喷墨打印次数对最终薄膜元件性能的影响。当薄膜只喷打一次时,具有极高的电阻值,而且灵敏度比较低。而随着喷打次数的增加,即薄膜厚度的提高,薄膜电阻也随之降低,并对乙醇具有较好的气敏性能。     

氧化铟纳米材料的制备及其在气体传感器中的应用

评述了氧化铟纳米材料的各种制备方法的优缺点,包括溅射法、激光烧蚀法、溶胶凝胶法、化学气相沉积法、均匀沉淀法、微乳液法、模板法等.对氧化铟半导体材料在气体传感器中的应用做了简单介绍,包括它作为CO、NO2、O3、H2等气体传感器的应用现状.     

稀土Nd掺杂纳米SnO_2薄膜气敏特性

用真空气相沉积法在玻璃衬底上制备纯SnO2和掺稀土Nd的SnO2薄膜,在500℃氧气气氛条件下进行45min热处理,获得良好的纳米SnO2薄膜和掺稀土Nd的SnO2薄膜。结果显示掺Nd和热处理使纳米SnO2薄膜的结构、导电性能得到一定的改善。掺Nd5%的SnO2薄膜对气体的选择性和灵敏性均得到明显的改善,其中,对丁烷的选择性、灵敏度最好,在体积分数为7.2×10-3时,灵敏度可达到340,但对乙醇、丙酮气体的敏感性较差。     

Plasma-deposited copper phthalocyanine: A single gas-sensing material with multiple responses

Copper phthalocyanine (CuPc) thin films have been deposited by glow discharge-induced sublimation (GDS). This physical technique allows to produce very high porosity films, whose response to gases is much more intense than evaporated films. It has been found that both electrical and optical properties of these films change upon gas exposure due to the gas/film interaction. Electrical response of the films has been tested by exposing the samples to NO_x-containing atmospheres and by measuring the slope of the electrical surface current versus gas concentration. This way NO₂ and NO concentrations down to 0.1 ppm and 10 ppm have been measured, respectively, with response times shorter than 2 min. Optical responses have been tested by measuring the change of light reflectance at a fixed wavelength upon exposure to ethanol-containing atmospheres down to concentrations of few thousands of ppm. Response times of less than 10 s have been obtained.     

聚3—己基噻吩及其掺杂TiO2材料对NO2的气敏特性

制作了一种工作于室温下的NO2气体传感器。该传感器以有机聚合物聚3—己基噻吩(P3HT)为敏感材料,以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜为柔性衬底。对敏感膜进行了SEM表征。室温下,对不同体积分数的NO2进行了测试,对器件尺寸的影响进行了分析,并对响应规律进行了总结。经实验,对NO2测试下限可达到0.2×10-6。为提高敏感性、减小恢复时间,尝试对敏感膜掺杂TiO2,并同未掺杂的敏感膜进行实验比较,发现对体积分数1.5×10-6的NO2,掺杂TiO2可将敏感性提高8%,恢复性也有明显改善,对周期为1060 s的循环测试表明:掺杂TiO2下阻值基本能完全恢复。     

TiO2薄膜敏感特性研究

利用ＭＯＣＶＤ工艺可制备得到锐钛矿型ＴｉＯ２薄膜,在其上溅射金属Ｐｔ并控制工艺流程的温度,Ｐｔ／ＴｉＯ２间将形成良好的金半整流接触。该Ｐｔ／ＴｉＯ２肖特基二极管在常温下表现出良好的气敏特性,响应时间短,对稳定环境中低分压气体浓度的变化反应灵敏。