气敏器件用SnO_2薄膜材料

采用溶胶－凝胶法以ＳｎＣｌ２·Ｈ２Ｏ和ＺｒＯＣｌ２·８Ｈ２Ｏ为原料,制备出性能优良的纳米ＳｎＯ２薄膜材料。用Ｘ射线衍射仪分析了晶相,ＴＥＭ分析了微观结构。研究了掺杂、处理温度等对其性能的影响。在此基础上制作了ＳｎＯ２薄膜气敏器件,并检测了其气敏特性。     

不同CO吸附类型对超细SnO_2气敏元件的作用

本工作采用超细ＳｎＯ２为基体，ＣＯ为检测气体，检测了烧结型ＳｎＯ２元件在不同温度下的气敏效应．同时利用流动饱和法测试了粉体不同温度下对ＣＯ的可逆及不可逆吸附量．一方面通过新材料的使用，降低了元件的工作温度；另一方面，通过吸附测试与气敏效应的关联，认为：超细粉体低温时表面可逆ＣＯ量的存在，是其能够降低工作温度的主要原因．粉体表面的不可逆ＣＯ量直接影响着元件的响应输出（灵敏度）．材料本身的吸附总量和气敏特性有着良好的对应关系．ＳｎＯ２元件气敏效应的发挥是粉体表面可逆与不可逆吸附共同作用的结果．     

SnO2纳米晶薄膜栅FET式气敏元件的研制

利用溶胶－凝胶法合成出纳米晶ＳｎＯ２薄膜,该薄膜可以利用化学腐蚀方法光刻腐蚀,因此采用传统硅平面工艺可以制作出纳米晶ＳｎＯ２薄膜栅ＦＥＴ式气敏元件,实现了制备纳米晶材料的溶胶－凝胶工艺与硅平面工艺的兼容。对器件的测试结果表明,纳米晶ＳｎＯ２薄膜栅ＦＥＴ式气敏元件可以在常温下工作,元件的漏电流在乙醇气体中减小,掺杂镧以后,漏电流变化幅度增大。     

Fe2O3：SnO2薄膜的气敏透射光学特性

用溶胶－－凝胶法制备Ｆｅ２Ｏ３：ＳｎＯ２薄膜，研究了它的气敏透射光学特性，分析了实验结果，并解析了气敏光学透射机理。     

新型MSIS结构气敏电容的研究

采用静电喷雾高温分解工艺制备ＳｎＯ２气敏膜，并与Ｓｉ３Ｎ４－ＳｉＯ２集成多层介质膜，用催化金属Ｐｔ作栅电极，制成新型的ＭＳＩＳ结构气敏电容。通过检测平带电压的变化，研究对Ｈ２和Ｏ２的气敏特性，分析其气敏机理并提出了检测的物理模型．     

采用表面技术改善气敏薄膜特性

对镀Ｐｔ的Ｆｅ２Ｏ３／ＳｎＯ２双层气敏薄膜进行了ＳＥＭ和ＸＰＳ分析，表明贵金属表面修饰技术对敏感薄膜的改性作用。对制成的元件进行了测量，证实了表面技术对敏感薄膜的灵敏度，选择性及稳定系数等主要性能指标都有一定程度的改善。     

MOD─SnO＿2气敏材料的TEM、SEM分析

分别用ＴＥＭ、ＳＥＭ分析了ＭＯＤ－ＳｎＯ＿２粉末和薄膜，结果表明，根据热处理条件的不同，晶粒尺寸在几十纳米到微米之间；如果控制旋涂薄膜的厚度小于１００ｎｍ，并进行陡然升温热处理，则簿膜光滑无裂纹；即使得到的ＳｎＯ＿２膜存在微裂纹，但是由于微裂纹形成的颈部尺寸比薄膜厚度大得多，故其气敏特性仍然应当由膜厚决定。     

SnO_2陶瓷材料的制备及其气敏特性

研究了Ｓｎ粒的硝酸氧化法、ＳｎＣｌ２溶液化学沉淀法、ＳｎＣｌ２与ＳｎＣｌ４混合盐沉淀法及Ｎａ２ＳｎＯ３溶液化学沉淀法等合成纳米ＳｎＯ２气敏材料的工艺条件、产率、结构和气敏性能及Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ等贵金属对不同工艺ＳｎＯ２的气体灵敏度和气敏选择性的影响。实验结果表明,制备工艺,颗粒尺寸,掺杂元素和工作温度等对ＳｎＯ２的气敏特性有影响。     

用浸镀法制备气敏光学薄膜及其性能研究

本文作者用浸镀法制备ＳｎＯ２：ＴｉＯ２气敏光学薄膜，薄膜质量有所提高。本方法简便，污染少。并测量了薄膜在乙醇蒸汽中的气敏光学性能。     

SnO_2∶Fe_2O_3混合薄膜的制备及其在丙酮蒸汽中的反射光谱

以ＳｎＣｌ４·５Ｈ２Ｏ，ＦｅＣｌ３·６Ｈ２Ｏ及无水乙醇为主要原料，采用溶胶凝胶法制备了ＳｎＯ２∶Ｆｅ２Ｏ３混合薄膜，测量并研究了其在可见光区附近的丙酮气敏反射光谱。     

磁控溅射法制备WO_3薄膜及其氢敏特性研究

采用直流反应磁控溅射法,在未抛光的Al2O3基片上制备WO3薄膜,在干燥空气中经过热处理;利用SEM观察薄膜表面形貌;通过XRD测量,对薄膜的晶体结构进行分析;薄膜氢敏特性测试采用静态配气法。经过400℃热处理,当工作温度在270℃时,对体积分数为3×10-4%H2的灵敏度达到了77,稳定性较高、选择性好、响应时间在15s以内。WO3薄膜是一种较理想的氢敏材料,在氢敏传感器的设计中必定会得到足够的重视和广泛应用。     

制备工艺对厚膜SnO_2气敏元件性能的影响

采用平面丝网印刷技术制备不同厚度的 Sn O2 厚膜气敏试样 ,在不同温度下进行热处理后 ,测量试样对乙醇气体的灵敏度 ,研究热处理温度及敏感膜厚度等对元件性能的影响。结果表明 ,热处理温度和膜厚的均匀性会影响元件的电阻值和灵敏度 ,准确控制热处理温度和膜厚能显著改善元件的灵敏度和一致性。     

薄膜厚度对钛酸钡类薄膜传感器敏感特性的影响

利用氩离子束溅射技术,分别在SiO2/Si衬底上淀积了0.5 mm、1 mm和2 mm的Ba1-xLaxNbyTi1–yO3薄膜,并探讨了薄膜厚度对MIS电容湿敏特性的影响以及薄膜厚度对薄膜电阻的光敏和热敏特性的影响。实验结果表明:0.5 mm膜厚的MIS电容传感器具有比2 mm膜厚的MIS电容传感器高9倍的湿敏灵敏度。用孔隙率和孔径分布物理模型分析得出,薄膜越薄,膜的孔隙率越高,器件的湿敏灵敏度越高。反之,薄膜越厚,光吸收越强,薄膜电阻的光敏灵敏度越高;但薄膜厚度对薄膜电阻热敏特性的影响甚微,敏感机理与薄膜的微观结构可解释这些现象。     

In Situ Studies of Surface‐Plasmon‐Resonance‐Coupling Sensor Mediated by Stimuli‐Sensitive Polymer Linker

Hybrid plasmonic nanostructures comprising gold nanoparticle (AuNP) arrays separated from Au substrate through a temperature‐sensitive poly(N‐isopropylacrylamide) (PNIPAM) linker layer are constructed, and unique plasmonic‐coupling‐based surface plasmon resonance (SPR) sensing properties are investigated. The optical properties of the model system are investigated by in situ and scan‐mode SPR analysis. The swelling‐shrinking transitions in the polymer linker brush are studied by in situ contact‐mode atomic force microscopy at two different temperatures in water. It is revealed that the thickness of the PNIPAM layer is decreased from 30 to 14 nm by increasing the temperature from 20 to 32 °C. For the first time the dependence of the coupling behavior in AuNPs is investigated with controlled density on the temperature in a quantitative manner in terms of the change in SPR signals. The device containing AuNPs with optimized AuNP density shows 3.2‐times enhanced sensitivity compared with the control Au film‐PNIPAM sample. The refractive index sensing performance of the Au film‐PNIPAM‐AuNPs is greater than that of Au film‐PNIPAM by 19% when the PNIPAM chains have a collapsed conformation above lower critical solution temperature.     

温度控制装置中的InSb-In磁敏电阻

研究了InSb-In共晶体薄膜磁敏电阻(MR)的温度特性,并把这种磁敏电阻应用到温度控制领域,设计了一种基于InSb-In磁敏电阻的温度控制器,由InSb-In磁敏电阻温度采集电路、信号处理电路和控制执行电路三部分组成。实验结果表明,InSb-In磁敏电阻材料同其他温敏元件材料一样,具有很好的温度特性,其温度特性与热敏电阻NTC极为相近;用InSb-In磁敏电阻材料制作的温控器具有灵敏度高、控温范围宽的优点,在低温区其灵敏度可以高于30mV/℃,常温下也可达到23mV/℃左右。同时它还具有稳定性强、可靠性好、受环境因素影响小、结构简单紧凑、价格低廉、对材料要求低等诸多优点,是一种值得推广应用的新型材料温度开关。     

光学薄膜与系统的偏振控制

在先进遥感仪器的性能表征中,偏振灵敏度是很重要的性能指标之一,它在量化高精度遥感信息反演中非常重要。光学薄膜是仪器偏振灵敏度控制中非常重要的一种手段。基于薄膜光学的传输矩阵理论,根据偏振灵敏度控制要求开展了几类光学薄膜的设计、分析和研制工作,主要包括金属反射膜、介质-金属-介质分色膜、介质分色膜、增透膜和带通滤光膜等。给出了一些已研制光学薄膜的偏振灵敏度控制的实测结果和以此研制的遥感仪器的系统偏振灵敏度的控制情况。     

双金属层表面等离子体共振传感器灵敏度优化

为了优化表面等离子体共振传感器的灵敏度,基于薄膜光学理论,分析了银-金双金属层表面等离子体共振传感器的反射率和灵敏度随金属薄膜厚度变化的规律。发现在满足共振角反射率小于1%的条件下,银膜和金膜厚度存在一定的取值范围; 在此厚度范围内,传感器的灵敏度随着金属薄膜（银膜与金膜）厚度的增大而提高,灵敏度增量最大可达5°/RIU。结果表明,在保证一定共振角反射率的前提下,可通过增加双金属层中金属薄膜的厚度提高双金属层表面等离子体共振传感器的灵敏度。     

采用粉末溅射的薄膜型气敏元件与测试特性

利用粉末溅射,研究了 SnO2/CeO2微型平面薄膜。结果表明:薄膜最佳掺杂范围(5%~20%)、最佳灵敏度膜厚(150 nm)、响应时间与恢复时间随膜厚变化遵循次方定律;制备出稳定性好的气敏元件,灵敏度 S 为 20~80,对航空汽油气选择性 Sl为 8~20,响应时间τs<10 s,恢复时间τc<15 s。并对影响灵敏度测试的条件,例如测试电压、湿度影响、反应温变等进行了分析。     

可实现温度降敏的金属化光纤布拉格光栅

针对光纤布拉格光栅(FBG)传感器用于精确测量应力/应变场合时需屏蔽或补偿其温度灵敏性,本文在FBG化学镀Ni保护的基础上加入ZrO2微粒,形成Ni-ZrO2化学复合镀层,既具有金属镀层的保护作用,同时又实现了FBG的温度降敏。经元素分类扫描(EDS)测试,Zr元素的质量含量为30.12%,Ni元素的质量含量为67.87%;经扫描电镜(SEM)检测,复合镀层与FBG传感器结合紧密。对两支Ni-ZrO2化学复合镀保护的FBG传感器进行了多次30～90℃的温度传感实验,相比于化学镀Ni的FBG,其温度灵敏系数平均下降了34.59%。这表明,经Ni-ZrO2化学复合镀保护的FBG传感器具有温度降敏的特性。     

聚乙烯醇–氯化锂湿敏薄膜的制备与表面形貌

为了制得均匀完整的薄膜,以提高薄膜的湿敏性能,采用溶胶–凝胶工艺和提拉成膜技术,以正硅酸乙酯、异丙醇铝等金属醇盐为原料,将适量的聚乙烯醇(PVA)加入其中,在氧化铝陶瓷基片上制备出了孔率更大、更均匀的复合湿敏薄膜。实验表明:薄膜先体溶胶粘度与放置时间、温度和PVA的含量有关;薄膜的表面形貌与PVA的含量、先体溶胶的粘度等密切相关;同时用干涉显微镜测试了一层湿敏膜的厚度为0.13 mm。