紫外光照下ZnO基薄膜的光电和气敏特性研究

用sol-gel法制备ZnO及掺杂Al3+的ZnO半导体薄膜,利用XRD和AFM对薄膜结构和形貌进行表征。测量了不同掺Al量的薄膜在紫外光照射下电阻的变化,发现随着掺Al量的增大,薄膜在紫外光(波长为365nm)照射后其电阻先减小后增大。在室温下,对薄膜在不同浓度的CO气体下的敏感特性进行了研究,随着气体浓度的增加,薄膜电阻值逐渐减小;随着掺Al量的增大,气敏灵敏性先逐渐增大后减小,发现当铝含量为r(Al:ZnO)=0.5%时,对CO气体的灵敏度最大,并对紫外光照射下气敏半导体薄膜的气敏机理进行了简单分析。     

氧化钨基室温气敏传感器的研究进展

氧化钨(WO_3)基半导体气体传感器对NO_2等气体具有较好的气敏特性。为了将传感器工作温度降低至室温,研究者们尝试了各种方法,如合成新型纳米材料、紫外光和可见光照射等。主要介绍了近年来WO_3基气敏材料在室温条件下其气敏性能的最新研究进展,展现了近年来WO_3基室温气体传感器的最新研究成果。并提出通过合成具有p-n异质结构的材料、开发新型纳米结构、增加材料中氧空位浓度以减小材料带隙宽度有可能是WO_3室温气体传感器下一下阶段的研究重点。     

纳米氧化物薄膜紫外光照下气敏性能研究进展

介绍了金属氧化物薄膜电极的制备方法与过程,阐述了紫外光作用于金属氧化物半导体的光照机理。基于实际应用和市场需求,就有关光照后金属氧化物薄膜的气敏性能的研究现状进行了探讨,并展望了其今后的应用与研究方向。     

掺杂纳米SnO2气敏传感器的研究进展

介绍了半导体气敏传感器的发展历史和掺杂纳米SnO2气敏传感器的特性与应用;详细分析了掺杂金属单质、金属氧化物和稀土元素对SnO2气敏性的影响,通过掺杂可以显著改善其对特定气体的灵敏度、稳定性和选择性等参数;利用元件表面的氧吸附理论分析掺杂纳米SnO2的气敏机理;展望了SnO2气敏传感器的发展前景.     

掺杂纳米SnO2气敏传感器的研究进展

介绍了半导体气敏传感器的发展历史和掺杂纳米SnO2气敏传感器的特性与应用；详细分析了掺杂金属单质、金属氧化物和稀土元素对SnO2气敏性的影响，通过掺杂可以显著改善其对特定气体的灵敏度、稳定性和选择性等参数；利用元件表面的氧吸附理论分析掺杂纳米SnO2的气敏机理；展望了SnO2气敏传感器的发展前景。     

紫外光照下WO_3的H_2S气敏特性研究

以热氧化钨丝法制备的WO3纳米材料为基材制备了厚膜气敏元件,在常温、紫外光激发条件下实验测试了所制纯WO3气敏元件对不同体积分数的H2S气体的气敏特性曲线,探讨了元件对H2S的灵敏度与紫外光的辐射通量密度的依赖关系。结果表明,常温、无紫外光照下WO3气敏元件对H2S不敏感,而在常温及紫外光激发下WO3气敏元件对H2S的灵敏度显著增大,且随着紫外光辐射通量密度增加,元件对H2S的灵敏度先增大而后减小。     

怎样选用元器件讲座（二十）：气敏元件

气敏元件,有人称之为“电子鼻”,实际上它是一种气敏电阻器,其阻值随被检测气体的浓度(成分)而变化。气敏元件是一种“气一电”传感器件,它能将被测气体的浓度(成分)信号,转变成相应的电信号。气敏元件有N型和P型之分。N型在检测可燃气体的浓度时,其阻值随气体浓度的增大而减小;而P型元件的阻值随气体浓度的增大而增大。气敏元件主要是采用二氧化锡(SnO_2)等金属氧化物半导体制成。取材和掺杂决     

SnO_2-ZnO的乙醇气敏特性研究

为了解决乙醇传感器灵敏度不够高和选择性较差的问题,使用稀土金属氧化物代替贵金属及其化合物作为催化剂和添加剂制成了以SnO2-ZnO为主体的气敏材料,并对其气敏性能进行了研究。结果表明,此方法可有效提高SnO2-ZnO气敏材料对乙醇气体的灵敏度及选择性;利用制成的SnO2-ZnO气敏材料,可以生产出高灵敏度、高选择性的乙醇传感器。     

Sb∶SnO2/SiO2纳米复合薄膜的光学及气敏特性

采用溶胶 凝胶 (sol gel)工艺制备了Sb∶SnO2 /SiO2 复合膜。通过原子力显微镜 (AFM )观察了薄膜样品的表面形貌 ,利用紫外 可见光谱 ,p 偏振光反射比角谱研究了复合薄膜的光学特性。结果表明 ,薄膜中的晶粒具有纳米尺寸 (～ 35nm)的大小 ,比表面积大 ,孔隙率高 ;薄膜的透光率高 ,可见光波段近 95 % ;其光学禁带宽度约 3 6 7eV。因此Sb∶SnO2 /SiO2 纳米复合膜可作为气敏薄膜的理想选择。通过对三种不同的气体C3 H8,C2 H5OH及NH3气敏特性的测试表明 ,Sb掺杂大大提高了SnO2 薄膜对C2 H5OH的灵敏度 ,纳米Sb∶SnO2 /SiO2 复合膜的气敏灵敏度高于纯SnO2 薄膜及Sb掺杂的SnO2 薄膜     

金属氧化物气敏元件的研究进展

气敏传感器在现代工农业、信息技术、环境监测等领域都有重要应用。随着这几个领域的发展,人类对其综合性能要求越来越强,进而不断积极改良气敏传感器的性能。金属氧化物气敏元件是利用金属氧化物半导体的表面电阻遇到被测气体发生变化的原理制成的电子器件,其选择性和稳定性是研究气敏元件的两项重要指标。文章概述了金属氧化物元件气敏特性的研究进展,介绍了基体材料、掺杂材料、气敏材料的制备工艺、电极材料及结构等几个因素对元件气敏特性的主要影响,并对各种因素的作用机理进行了分析。最后展望了金属氧化物气敏元件的发展前景。     

锐钛矿型TiO_2薄膜的低温制备及其光催化性能研究

采用改进的sol-gel法及浸渍–提拉工艺在低温条件下制备了纳米TiO2薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜(SEM)及紫外–可见光光谱仪(UV-Vis)对所制TiO2薄膜的物相结构、表面形貌以及光吸收特性进行了表征,并利用紫外光照降解亚甲基蓝溶液的方法考察了TiO2薄膜的光催化活性。结果表明:低温制备的纳米TiO2薄膜为锐钛矿结构,表面均匀致密,且对紫外光表现出较强的吸收特性。在紫外光照射48 h后,该TiO2薄膜对亚甲基蓝溶液的降解率为67.4%。     

ZnO薄膜紫外光敏特性及晶界势垒的研究

以二水合醋酸锌为原料,采用sol-gel法在石英衬底上制备了ZnO薄膜。用AFM观察表面形貌,通过测量真空条件下不同温度热处理后薄膜的I-V特性,拟合计算晶界势垒高度。研究了热处理温度对ZnO薄膜性能的影响。结果表明:经650℃热处理制备的ZnO薄膜样品具有较佳性能,结构均匀致密,粒径分布为20～32nm。在10V偏压和1.24×10–3W/cm2光强下,紫外光灵敏度为43.95;无光照条件下晶界势垒高度为0.079eV。紫外光照使晶界势垒高度下降为0.011eV,薄膜的紫外光灵敏度与势垒高度的相对变化密切相关。     

Surface planarization of ZnO thin film for optoelectronic applications

In this paper, surface morphology and optical properties are investigated to find the optimum microstructure of zinc oxide (ZnO) thin films deposited by radio frequency (RF) magnetron sputtering. To achieve a high transmittance and a low resistivity, we examined various film deposition conditions. The transmittance and surface morphology of ZnO thin films were measured by an ultraviolet (UV)-visible spectrometer and atomic force microscopy (AFM), respectively. In order to improve the surface quality of ZnO thin films, we performed chemical mechanical polishing (CMP) by change of process parameters, and compared the optical properties of polished ZnO thin films. As an experimental result, we were able to obtain good uniformity and improved transmittance efficiency by the CMP technique.     

TiO2 Thin Film UV Detectors Deposited by DC Reactive Magnetron Sputtering

CrystallineTiO2 thin films were prepared by DC reactive magnetron sputtering on indium--tin oxide(ITO) thin film deposited on quartz substrate, the photoconductive UV detector on TiO2 thin films was based on a sandwich structure of C/TiOz/ITO. The measurement of the I—V characteristics for these devices shows good ohmic contact. The photoresponse of TiO2 thin films was analyzed at different bias voltage. The detector shows a good photoresponse with a rise time of 2 s and a fall time of 40 s, the photocurrent is linearly increased with the bias voltage.     

热氧化法与PLD方法制备ZnO薄膜的特性比较

用热氧化与脉冲激光沉积(PLD)两种方法在Si(111)上制备了ZnO薄膜。对两种方法制备的薄膜的形貌、结构和室温下的荧光光谱作了比较,并对ZnO薄膜紫外光(UV)的发射机理作了初步的分析,发现与PLD方法相比,热氧化法制备的ZnO薄膜所产生的紫外光发射强度(17816任意相对强度单位a.u.)、半高宽(10nm)和紫外光与可见光的强度比(大约200∶1),都非常优异,认为热氧化法制备的ZnO薄膜的树枝状微晶界面及其方向的随机性有利于紫外光的发射和观测,而PLD方法制备的ZnO薄膜是垂直于衬底的六角柱状结构,紫外光最强的方向在垂直于侧面的方向上。     

β-Ga_2O_3薄膜的分子束外延生长及其紫外光敏特性研究

采用分子束外延(MBE)方法在Al2O3(0001)基片上生长了β-Ga2O3薄膜,利用XRD、SEM和AFM对薄膜的结构和形貌特性进行了表征。制作了基于β-Ga2O3薄膜的金属-半导体-金属(MSM)结构紫外探测器并对其进行了电学特性测试,结果表明:在20 V偏压下,器件的暗电流为8 nA;在波长为254 nm、光照强度为13×10–6W/cm2的紫外光照射下,器件的光电流为624 nA;器件的光电流与暗电流比值为78,光响应度达360 A/W,表现出明显的日盲紫外光响应特性。     

Effect of electrode surface on the electrochromic properties of electropolymerized poly(3,4-ethylenedioxythiophene) thin films

Electrochromism or electrochromic contrast in electropolymerized thin films of dioxythiophenes based conjugated polymers is known to be sensitive to the structure of monomer and the polymerizing conditions. However in our studies we found that it is also sensitive to the electrode surface wherein a significantly high electrochromic contrast is observed in the electropolymerized thin films of poly(3,4-ethylenedioxythiophene), PEDOT deposited on platinum (71%) as compared to that on indium tin oxide, ITO, coated glass surface (54%). This is attributed to the formation of more conjugated polymer on the metallic surfaces as confirmed by narrow and red shifted absorption peak for PEDOT on platinum compared to broad and blue shifted peak on ITO in the UV–vis absorption spectra. This difference in the electrochromic properties of electropolymerized PEDOT thin films on the two surfaces is investigated by studying their electrochemical growth using UV–vis absorption, Raman spectroscopy and atomic force microscopy techniques. These results suggest the deposition of more conjugated polymer in the initial stages of growth (≤3 mC/cm²) on both the substrates whereas it continues the same way into the intermediate stages (up to ∼15 mC/cm²) only on platinum, thereby, resulting in higher electrochromic contrast on platinum. The coloration efficiency of PEDOT thin film was also found to be improved on platinum (465 cm²/C) compared to that on ITO (230 cm²/C). Moreover, we observed that the EC contrast of electropolymerized PEDOT thin films on platinum was found to be insensitive to polymerizing solvent that is generally not the case when polymerized on ITO. The cyclic stability of PEDOT-Pt films are better compared to that of PEDOT-ITO which is attributed to the improved reversibility of these films with respect to potential switching.     

Zn0.8Na0.1Co0.1O薄膜的制备及衬底温度对其影响

采用脉冲激光沉积(PLD)技术.在温度为400、500和600℃的SiO2衬底上成功制备出Zn0.8Nao.1Co0.1O薄膜.用x射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、荧光光谱仪、四探针电阻率测试台等对薄膜的结构、表面形貌和光电性质进行了表征,讨论了不同衬底温度对薄膜结构、光学和电学性质的影响.结果表明:掺杂没...     

低温制备透明SnO2:F薄膜的光电性研究

SnO2：F透明导电薄膜是一种广泛用于显示技术和能量转换技术的重要材料。本文在超声喷雾热解成膜技术基础上,对沉积装置进行了改进,同时对反应液配方进行了优化,在较低温度制备出透明SnO2：F导电薄膜。用XRD、UV／Vis、SEM、原子力显微镜分析测试方法对沉积薄膜的结构、形貌和光学、电学性质进行了研究。结果表明,在360℃积温度下制备的SnO2：F薄膜,其方块电阻为4．7Ω,(200)面择优取向明显,薄膜晶粒均匀,表面形貌有所改善,透明度有所提高。     

脉冲激光沉积法制备氧化锌薄膜

ZnO是一种新型的Ⅱ-Ⅵ族半导体材料,具有优良的晶格、光学和电学性能,其显著的特点是在紫外波段存在受激发射。利用脉冲激光沉积法(PLD)在氧气氛中烧蚀锌靶制备了纳米晶氧化锌薄膜,衬底为石英玻璃,晶粒尺寸约为28-35 nm。X射线衍射(XRD)结果和光致发光(PL)光谱的测量表明,当衬底温度在100-250℃范围内时,所获得的ZnO薄膜具有c轴的择优取向,所有样品的强紫外发射中心均在378-385 nm范围内,深能级发射中心约518-558 nm,衬底温度为200℃时,得到了单一的紫外光发射(没有深能级发光)。这归因于其较高的结晶质量。