测量电场的铌酸锂光传感器综述

铌酸锂(LiNbO3)光传感器具有灵敏度高,不受外部电磁场干扰的特性,吸引了越来越多科研工作者的注意。对基于不同类型传感器的制作工艺、传感原理和适用范围,介绍了3种用于测量电场的铌酸锂光传感器,它们分别是:基于Mach-Zehnder波导调制器与微多环天线的集成方位角铌酸锂光传感器;铌酸锂介质波导光传感器;室温直接粘接的铌酸锂晶体层高电压光传感器。     

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。     

热处理工艺对合金薄膜电阻及其稳定性的影响

利用离子束溅射镀膜技术,在17-4PH不锈钢弹性衬底上直接溅射SiO2绝缘膜和NiCr薄膜,制备了一种新型的压力传感器用合金薄膜.分析了热处理工艺对合金薄膜电阻稳定性的影响,对NiCr薄膜电阻进行了4种热处理工艺,获得了使合金薄膜电阻长期稳定的热处理工艺参数:在SiOx和N2的保护下,673K退火1h,并在473K下保温24h.用该工艺能制备适应各种恶劣环境的高精度压力传感器.     

多孔硅残余应力的研究

利用电化学腐蚀的方法在p型单晶硅(100)衬底上制备了多孔硅薄膜。利用微拉曼光谱法分别测量了处于湿化—干燥—再湿化3个阶段的多孔硅薄膜的拉曼频移,对多孔硅内应变引起的频移改变量和纳米硅晶粒因声子限制效应引起的频移改变量进行分离,找到多孔硅薄膜残余应力与拉曼频移之间的关系式。利用这一关系式,对不同孔隙率的多孔硅薄膜的残余应力进行了计算,获得了和声子模型拟合方法相一致的结果。研究中发现,多孔硅表面残余应力随孔隙率的增加而线性增大,其原因为随着孔隙率的增加,多孔硅晶格常数增大,且干燥过程中残液的蒸发产生的毛细应力使多孔硅薄膜与基体硅间晶格错配程度增大造成的。     

溶胶—凝胶法制备掺钛SnO2薄膜的气敏光学特性研究

采用溶胶—凝胶(sol—gel)法制备掺钛SnO2薄膜,通过制备过程中变化不同质量分数的钛掺杂来制备3种不同质量分数(5%,10%,15%)的掺钛SnO2薄膜。在常温下对膜片在丙酮、甲烷气氛中进行气敏光学特性测试。结果表明:掺钛SnO2薄膜在常温下对不同的测试气体具有不同的反应,并且薄膜的灵敏度与掺杂量有关;质量分数为5%钛掺杂SnO2薄膜在丙酮气氛下的灵敏度在1300～2500 nm波长范围保持在13%左右,而质量分数为15%钛掺杂SnO2薄膜在甲烷气氛下的灵敏度在1700～2300 nm范围内保持在7%左右。     

平面工艺SnO2薄膜甲醛气敏元件的研究

用ANSYS仿真软件得到最优化的气体传感器电极结构,采用平面工艺在硅衬底上制作了3 mm×2 mm的直热式Sn02薄膜甲醛气敏元件.用溶胶凝胶(sol-gel)法制备了掺Pd的纳米SnO2薄膜,材料的平均粒径约为15nm.元件的最佳工作温度约为230℃,在该加热温度下测试了元件对体积分数为50×10-9的甲醛气体的灵敏度以及响应恢复时间.实验证明:元件的灵敏度随气体浓度的增大而增大,元件的响应和恢复时间均约为50s.     

Study on gas-sensing optical properties of SnO2 : Ti thin film prepared by sol-gel method

采用溶胶-凝胶(sol-gel)法制备掺钛SnO2薄膜,通过制备过程中变化不同质量分数的钛掺杂来制备3种不同质量分数(5％,10％,15％)的掺钛SnO2薄膜.在常温下对膜片在丙酮、甲烷气氛中进行气敏光学特性测试.结果表明:掺钛SnO2薄膜在常温下对不同的测试气体具有不同的反应,并且薄膜的灵敏度与掺杂量有关;质量分数为5％钛掺杂SnO2薄膜在丙酮气氛下的灵敏度在1300～2 500 nm波长范围保持在13％左右,而质量分数为15％钛掺杂SnO2薄膜在甲烷气氛下的灵敏度在1 700～2 300 nm范围内保持在7％左右.     

金属薄膜加热器的研究

采用射频溅射方法制备了Cr和Ni-Cr(Ni:80%,Cr:20%)金属薄膜,探讨了热处理温度和时间对Cr薄膜电阻温度系数和电阻率的影响.在一定直流电压条件下,Ni-Cr和Cr薄膜微型加热器的加热温度可达到100℃,且升温速率皆大于0.50C/s.通过测量微加热器的电阻温度曲线,表明所制备的金属薄膜式微型加热器具有较好的稳定性和重复性,能够满足PCR生物芯片和硅基热分布式微流量传感器的要求.     

基于环形微热板的ZnO微气体传感器设计

提出一种新型的设有环形结构微热板的硅基ZnO微气体传感器。利用ANSYS软件,将环形电极结构与传统的蛇形结构进行温度分布的模拟仿真,发现该结构能供给传感器更高的温度且中心温度分布均匀,进而解决了现有传感器功耗大的缺点。通过对RF磁控溅射ZnO薄膜的工艺摸索,得出了适宜作气敏薄膜的制备参数。该传感器在250℃下对（200-1000）×10-6CH4气体有很好的响应。     

MEMS低功耗氧化锌气体传感器的设计

本文介绍了一种基于MEMS技术的ZnO气体传感器的设计与制备方案。该传感器采用磁控溅射技术制备掺杂碳纳米管的ZnO薄膜气敏材料,利用干法刻蚀技术形成硅中空膜片,并在膜片上形成Pt环形加热电阻作为微型加热装置。该传感器具有低温敏感、低功耗和小型化等特性。