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。     

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.     

Pd/SnO2/SiO2/Si集成薄膜的结构与气敏性能

采用磁控溅射技术制备Pd/SnO2/SiO2/Si集成薄膜.研究退火处理对薄膜微观结构和表面形貌的影响,进而测试了相关的气敏性能.实验证明,经过氧化性退火处理,集成薄膜中的SiO2层厚度从3 nm增长到50 nm左右,形成Pd/SnO2/SiO2/Si结构,SnO2薄膜形成金红石结构的多孔柱状晶.气敏测试表明,Pd/SnO2/SiO2/Si集成薄膜在低温区对H2、CH4、CO和C2 H5OH敏感性较高,另外,随着H2气体浓度的增加,相应灵敏度从35递增至73.5.     

金属氧化物SnO2半导体气敏传感器

金属氧化物SnO2半导体气敏传感器     

SnO2基薄膜气体传感器制作与敏感性测试

在现有的粉末烧结型SnO2基气敏传感器基础上研制了薄膜型SnO2基气体传感器,以抛光的丽热石英玻璃为基片,真空磁控溅射50～70nm厚度的SnO2薄膜,在SnO2薄膜上分别溅射不连续的ZnO、Al2O3、CeO2、InO2等薄膜,传感器背面溅射30μm的Ni80Cr20电阳合金作为传感器加热电阻,用薄膜热电偶测量传感器工作温度。测试了不同的复合瞑对传感器灵敏度和选择性的影响,并对传感器的吸附与解吸速度进行了测试,薄嗅传感器达到相同灵敏度所需的工作温度比粉末烧结型传感器下降100～150℃,吸附解吸速度比粉末烧结型快。     

TiO2薄膜制备及其气敏特性

NO2是一种强毒性气体,本文利用了溶胶一凝胶法在硅片及陶瓷管上制备TiO2纳米薄膜,并探讨了在制备过程中不同的因素对薄膜成膜质量的影响。并用马弗炉对硅片及陶瓷管上制备的TiO2纳米薄膜进行不同温度的退火处理。对其分别进行XRD的分析,和原子力显微镜分析。利用气敏测试系统对不同的退火温度下的气敏元件进行测试。研制出工作温度低,气敏特性强,响应恢复特性好的基于TiO2的NO2气敏传感器。     

基于SnO2/石墨烯异质结NO2气敏传感器

采用滴涂法和真空退火将纳米二氧化锡负载在单层石墨烯上,制备了SnO2/石墨烯异质结材料,进行拉曼光谱材料表征,研究了SnO2/石墨烯异质结对NO2的气敏特性。结果表明,SnO2/石墨烯异质结相对本征石墨烯在低NO2气体体积分数下灵敏度提升,解吸附时间短,NO2气体体积分数为10×10-6时,0.3mg/mlSnO2纳米溶液/石墨烯异质结传感器比单层石墨烯灵敏度提升近4倍,解吸附时间缩短近9倍。     

介孔SnO2气敏性能研究

为了改善传感器的气敏性能,采用溶胶-凝胶法合成了介孔SnO2,并研究了其气敏性能.研究表明:与纳米SnO2相比,介孔SnO2气体传感器具有较高的酒精、二甲苯响应,在100～150℃对甲醛的响应也大大提升.在100～ 150℃,干扰气体为甲苯和二甲苯时,介孔SnO2表现远远优越于纳米SnO2的酒精选择性.在100,150,350℃,干扰气体为甲苯时,介孔SnO2也具有优越的甲醛选择性.介孔SnO2的响应时间较短,但恢复时间较长.     

Ni掺杂SnO2花状微结构的制备及其气敏特性研究

采用水热法合成了纯SnO2和4 mol%Ni掺杂SnO2花状微结构.利用X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱分析仪(EDS)和扫描电子显微镜(SEM)对其晶相、成分进行了表征,对制备的纯的和Ni掺杂SnO2传感器性能进行了测试.实验结果表明:Ni掺杂可以显著改善SnO2微结构的气敏特性.在最佳工作温度(280℃)条件下,4 mol%Ni掺杂SnO2传感器对100×10-6甲醇的响应可达到13.0,其响应是纯SnO2气体传感器的2.4倍.同时,其具有快速的响应/恢复时间(6 s/5 s),较低的检测极限(1×10-6),以及对甲醇的良好选择性.最后,对Ni掺杂SnO2气体传感器的气敏机理进行了分析讨论.     

溅射Au对SnO_2/Fe_2O_3薄膜气敏特性的影响

通过直流溅射Au对PCVD方法制备的SnO2/Fe2O3双层薄膜的SnO2表面进行了修饰,并对修饰后的Au SnO2/Fe2O3薄膜的气敏特性进行了观测。结果表明,Au的催化作用使Au SnO2/Fe2O3薄膜气敏器件对CO,H2,C2H5OH等气体的灵敏度增大2～3倍,相应于最大灵敏度的工作温度均降低约60℃。这显示直流溅射Au是改善SnO2/Fe2O3双层薄膜气敏性能的一种有效手段。     

SnO2单晶体式气敏传感器制作方法

介绍一种改良的SnO2单晶体式气敏传感器制作方法,巧用加热老化工艺使传感器的气体灵敏度获得大幅提高,从而解决了一直存在的难题,拓宽了应用。此工艺不仅适用于氢、甲烷的检测,而且还同样适用于乙醇、丙烷、一氧化碳、氨气、氧气、水蒸汽等的检测。     

薄膜式土压力分布测试传感器研发及试验研究

利用导电敏感复合材料与印刷工艺,研制了薄膜式土压力分布测试传感器,整体厚度小于0.2 mm。介绍了传感器的双层结构以及压阻原理,从标定曲线可知,双层结构传感器的压力与电阻之间呈幂函数关系,灵敏度相对更高。通过大型模型试验实测检验了研发的土压力分布测试传感器的基本性能,从试验过程与结果看,传感器基本可靠;测试数据表明,冻结壁模型顶端与底端压力较大、中间压力较小,这与理论分析结果一致。相对土压力盒而言,薄膜式传感器具有体积小（可实现大密度测试）、T/D小（对土体扰动小）、引线方便以及弯曲挠度大（适合弯曲表面压力测试）等优点,具有进一步深入研发的价值。     

一种新型无源电容式温度传感器的制备与测试

为了实现高温、机械旋转和密闭空间等恶劣环境中的原位温度测量,以高居里点的铁电陶瓷为温度敏感介质材料,在传统低温共烧陶瓷(LTCC)工艺的基础上,采用牺牲层填充技术,保证了制备过程的工艺兼容性,成功制备出了一种基于LTCC衬底的新型无源电容式温度传感器。通过外部读取天线与传感器线圈的互感耦合,实现了从常温至700℃的传感器温度特性测试,测试结果表明:这种电容式温度传感器具有良好的温度敏感特性,其平均灵敏度为-7.33 kHz/℃。     

PdO修饰的SnO2纳米球的制备及其气敏特性研究

通过溶剂热法和退火处理制备了不同浓度(0 mol％,2 mol％,5 mol％,10 mol％)PdO修饰的SnO2纳米球.采用X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱分析仪(EDS)和扫描电子显微镜(SEM)等测试手段对材料的物相、元素种类和形貌进行了表征,并制成气敏元件,对氢气(H2)进行气敏测试.实验结果表明:5 mol％PdO修饰的SnO2纳米球气体传感器最佳工作温度为175℃,其对100×10-6氢气灵敏度达到19,是纯的SnO2纳米球的灵敏度的3倍.最后,对PdO修饰氧化锡纳米球气体传感器气敏机理进行了分析讨论.     

Influence of the doping method on the sensitivity of Pt-doped screen-printed SnO2 sensors

In this work, we study the influence of the introduction method of Pt atoms on the sensitivity to traces of ethanol of Pt-doped SnO₂ sensors. The tin oxide films were obtained by a screen-printing process. Two different methods were employed to introduce Pt atoms on SnO₂ films. In the first one, the Pt atoms were added to the screen-printed tin oxide layer by using RF magnetron sputtering and a subsequent thermal treatment. The second method consisted of mixing SnO₂ and Pt pastes before the screen-printing process. The different active layers (including un-doped tin oxide) were carefully examined relative to their sensitivity to ethanol at different working temperatures. Sensors prepared by the second method showed sensitivity to ethanol four times higher than one of the sensors prepared by the first method and 12 times higher than un-doped sensors. XPS and scanning electron microscopy (SEM) measurements showed that this behaviour could be associated with the spatial distribution of the doping elements within the tin oxide film. While in Pt-sputtered sensors most of the Pt atoms were found at the surface of the active layer, for the sensors made by mixing Pt and SnO₂ pastes, a homogeneous distribution of the Pt atoms was observed. These sensors show high sensitivity and fast response time to ethanol vapours, with a detection limit in the ppb range.     

SnO2基甲苯传感器的研制

以溶胶-凝胶法制备的SnO2纳米材料为基体,采用CuO和WO3作为掺杂剂,研制出甲苯传感器.结果表明:CuO 和WO3的掺杂可以明显提高元件对甲苯的灵敏度以及元件的稳定性.当工作温度为175℃,甲苯浓度在30×10-6体积分数时,元件表现出3倍的灵敏度.在为期90天的追踪实验中发现元件的灵敏度的变化小于10%,元件在甲苯浓度为100×10-6时的响应恢复时间分别为5 s和12 s.