陶瓷衬底上淀积薄膜α－Fe_2O_3材料的微结构和气敏特性研究

本文用常压化学气相淀积（ＡＰＣＶＤ）工艺在陶瓷衬底上成功地制备出了具有超微粒结构的α－Ｆｅ_２Ｏ_３气敏薄膜．对所制备的薄膜进行了Ｘ射线衍射分析和扫描电子显微分析（ＳＥＭ）．研究了淀积工艺条件对α－Ｆｅ_２Ｏ_３薄膜的粒度的影响．气敏特性研究表明，用ＡＰＣＶＤＩ艺制备的超微粒α－Ｆｅ_２Ｏ_３薄膜对烟雾呈现出很高的灵敏度和良好的选择性，这种薄膜可用于感烟探测器．     

掺锡对α—Fe2O3薄膜微结构和气敏特性的影响研究

本文用常压化学气相淀积法（ＡＰＣＶＤ）制备了α－Ｆｅ２Ｏ３薄膜，对所制备的薄膜进行了Ｘ射线衍射分析和表面形貌（ＳＥＭ）分析。对薄膜的气敏特性进行了测量。结果表明，用ＡＰＣＶＤ工艺制备的α－Ｆｅ２Ｏ３薄膜对烟者极为敏感并且具有良好的选择性；本研究还对所制备的α－Ｆｅ２Ｏ３薄膜进行了有效的掺杂，对掺杂样品的气敏特性测试表明四价金属元素Ｓｎ的掺入对α－Ｆｅ２Ｏ３薄膜的气敏特性有显著的影响。实验表明用ＡＰ     

等离子体化学气相淀积SnO_2气敏材料

用等离子体激活的化学气相淀积(PCVD)方法在比表面大的多孔玻璃上淀积纯 SnO_2,得到稳定性好、工作温度低及选择性较好的气敏薄膜元件。研究了该元件对 H_2、C_2H_5OH、LPG(液化石油气)等气体的气敏效应,对元件的检测机理作了一些探讨,并与用烧结法制备的元件的气敏性能进行了比较。     

Pd在SnO2薄膜上的淀积、扩散及对气敏性能的影响

在Ａｒ气氛中于ＳｎＯ２薄膜表面溅射一层很薄的金属钯。用ＳＥＭ、ＡＥＳ及ＸＰＳ等分析表明，Ｐｄ在ＳｎＯ２表面以三维束状小岛方式生长，热处理后Ｐｄ迅速扩散到ＳｎＯ２膜内，形成掺杂型的气敏元件。在元件的表面存在大量的化学吸附氧，低温下（～１６０℃）对极为稳定的ＣＨ４有很高的灵敏度，认为可能与低温下吸附氧主要为α氧（Ｏ－２）有关。     

MO—PECVD SnO2—x气敏薄膜

以金属有机化合物(MO)四甲基锡[sn(CH_3)_4]为源物质,利用等离子体增强化学气相沉积技术,分别在单晶硅片、三氧化二铝陶瓷基片上淀积了纯净的SnO_(2-x)薄膜,对淀积的一些工艺条件,膜的结构、成分和薄膜元件的气敏性能进行了研究,并与普通PECVDSnO_(2-x)薄膜元件的气敏性能作了比较,对SnO_(2-x)膜的气敏机理作了探讨。     

微结构气敏传感器敏感薄膜制备方法的研究

随着微结构气敏传感器的出现,金属氧化物半导体薄膜因具有灵敏度高、热质量小、批量制备一致性好等特点受到日益广泛的重视,本比较了在微结构气敏传感器中三种方法制备的ＳｎＯ２敏感薄膜的结构和气敏响应特性。结果表明,用液涎生长和热氧化技术制备Ｓｎ２薄膜虽然能采用Ｌｉｆｔ－ｏｆｆ技术成形,但由于膜中晶粒结构和Ｓｎ／Ｏ比不合适使得它的气敏响应特性很差;室温混合气氛（Ａｒ／Ｏ２比为８：２）下射频溅射ＳｎＯ２靶然     

掺杂对Fe2O3纳米粉体气敏性的影响

应用双微乳液法,在聚乙二醇辛基苯基醚(TX100)/正己醇/环己烷/水体系的油包水(W/O)型微乳液中合成了掺锡和金的氧化铁前驱体,对前驱体经400℃焙烧后所得的粉体进行了表征和气敏性测试,表明制得的掺杂0.5mol%Sn和0.5mol%Au的粉体对C2H5OH气体有较好的气敏性.     

脉冲激光法淀积MgO薄膜及其结晶性能的研究

研究了脉冲激光淀积MgO薄膜的过程中,制备工艺参数对薄膜结晶性的影响.研究发现,MgO薄膜的结晶性主要受控于衬底温度和激光能量密度,而薄膜的生长速率则依赖于脉冲频率、衬底与靶材间的距离以及激光能量密度.通过对比不同靶材,即金属Mg靶和烧结陶瓷MgO靶,对薄膜结晶性的影响,发现通过添加一层TiN籽晶层可以显著改善薄膜的结晶质量.最后在优化的制备工艺参数:衬底温度T_S=873K,激光能量密度D_E=7J/cm2,靶材与衬底间距离D_ST=70mm,激光脉冲频率F_L=5Hz以及采用烧结陶瓷MgO靶材和添加TiN籽晶层的情况下,获得层状生长模式和表面具有原子级平整度的MgO薄膜.     

微结构气敏传感器敏感薄膜制备方法的研究

随着微结构气敏传感器的出现 ,金属氧化物半导体薄膜因具有灵敏度高、热质量小、批量制备一致性好等特点受到日益广泛的重视。本文比较了在微结构气敏传感器中三种方法制备的SnO2 敏感薄膜的结构和气敏响应特性。结果表明 ,用液涎生长和热氧化技术制备的SnO2 薄膜灵敏度高、稳定性好 ,但这种方法与lift off技术不兼容 ;室温直流溅射Sn然后热氧化方法制备的SnO2 薄膜虽然能采用lift off技术成形 ,但由于膜中晶粒结构和Sn/O比不合适使得它的气敏响应特性很差 ;室温混合气氛 (Ar/O2 比为 8∶2 )下射频溅射SnO2 靶然后退火制备的SnO2 薄膜 ,不仅对有机分子十分灵敏 ,而且与微电子工艺相容。室温射频溅射是制备微结构气敏传感器敏感薄膜较理想的方法     

α—Fe2O3基纳米陶瓷制备的CO气敏元件

报道了本课题组对α-Fe2O3基纳米陶瓷制备的CO气敏元件的中试工作，结果表明中试批量制得的元件能耗低、对CO有高的灵敏度、良好的选择性及稳定性，制件的成品率较高、成本低。现正着手准备工业规模生产。     

等离子增强化学气相淀积硅化钛薄膜的特性

本文以四氯化钛（ＴｉＣｌ４）和硅烷（ＳｉＨ４）为源物质，采用等离子增强化学气相淀积（ＰＥＣＶＤ）工艺结合常规热退火制备了优良的ＴｉＳｉ２薄膜。研究了淀积和退火条件对薄膜性质的影响。用四探针检测了退火前后薄膜的薄层电阻，用俄歇电子能谱（ＡＥＳ）和Ｘ射线衍射分析了薄膜的化学组成和晶体结构。     

ZnO气敏陶瓷的制备与气敏性能研究

分别用氨水、草酸铵、尿素和碳酸钠做沉淀剂合成了4种不同陶瓷微结构的ZnO气敏材料。用X射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM)和电子衍射(ED)法研究了其晶体和陶瓷微结构。采用静态配气法测试了其气敏效应。ZnO陶瓷具有四方和六方2种不同的结晶外形,颗粒尺寸为0.1～4μM。ZnO陶瓷对C_2H_5OH具有较好的气敏选择性,通过SnO_2的掺杂,ZnO对C_2H_5OH的选择性可进一步提高。颗粒微细化有助于提高ZnO的气体灵敏度。     

SnO2／Fe2O3双层薄膜的界面结构及其对气敏特性的影响

本给出用等离子化学气相沉积(PCVD)技术制备的SnO2／Fe2O3双层薄膜结构的俄歇谱(AES)剖面分析、透射电镜(TEM)断面形貌和扫描电镜(SEM)表面形貌的实验研究结果。AES剖面分析和TEM断面形貌图显示在SnO2与Fe2O3界面区有一个约35nm厚的过渡层存在，其质地松散。实验还发现这个界面过渡层的存在缓解了层间应力，增强了SnO2薄膜的附着力，对该双层膜的气敏特性有明显的控制作用；但当SnO2层厚大于270nm时，其控制作用几乎完全消失。     

ZrO2掺杂对SnO2薄膜电性及气敏性的影响

本研究不用金属醇盐而以无机盐ＳｎＣｌ２．２Ｈ２Ｏ为主体原料，以Ｚｒ（ＯＣ３Ｈ７）４为掺杂剂，无水乙醇为溶剂，采用溶胶－疑胶Ｓｏｌ－Ｇｅｌ）工艺制备了不同ＺｒＯ２掺杂份量的ＳｎＯ２薄膜，发现ＺｒＯ２薄膜在常温下对Ｈ２Ｓ气体具有较好的气敏性能，同时本文研究了ＺｒＯ２掺杂份量对ＳｎＯ２薄膜导电率及气敏性能的影响。     

蓝宝石衬底上6H-SiC单晶薄膜的化学气相淀积生长

采用低压化学气相淀积方法以相对较低的生长温度(900～1050℃)在蓝宝石(0001)衬底上外延生长了6H-SiC单晶薄膜。其晶体质量和结构由X射线衍射谱和喇曼散射谱的测量结果得到确定。俄歇电子能谱和X射线光电子能谱的观察表明所制备的6H-SiC薄膜中的Si-C键的结合能为181．4eV,Si与C的原子比符合SiC的化学配比。扫描电子显微镜的分析显示6H-SiC外延层和蓝宝石衬底间的界面相当平整。由紫外及可见光波段吸收谱的结果得到所生长的6H-SiC的禁带宽度为2．83eV、折射系数在2．5～2．7之间。均与6H-SiC体材料的相应数据一致。     

铜薄膜与Al_2O_3陶瓷界面结合力的IBAD过渡层增强

利用离子束辅助淀积(IBAD)方法在Al_2O_3陶瓷基片上镀制过渡金属层,然后在此过渡层上进一步用电子束蒸发镀制铜导电薄膜。这种复合方法镀制的铜膜在具有低电阻率的同时,界面附着力有大幅度增加。在本文实验条件下,有IBAD铜或钛过渡层薄膜的附着力比没有过渡层的薄膜附着力分别增加了5倍和8倍。